物体姿勢検出システム及びこれを備えた移動体並びに無線タグラベル及び無線タグ情報読み取り装置
【課題】物体の姿勢を検出することができる物体姿勢検出システム及びこれを備えた移動体並びに無線タグラベル及び無線タグ情報読み取り装置を提供する。
【解決手段】検出対象の荷物４〜７と、この荷物４〜７に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子Ｔoと、これら複数の無線タグ回路素子Ｔoと無線通信を行うＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−１〜４と、このＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−１〜４による通信結果に基づき、荷物４〜７の姿勢を検出する制御装置１０３のＣＰＵ１２１とを有する。
【解決手段】検出対象の荷物４〜７と、この荷物４〜７に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子Ｔoと、これら複数の無線タグ回路素子Ｔoと無線通信を行うＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−１〜４と、このＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−１〜４による通信結果に基づき、荷物４〜７の姿勢を検出する制御装置１０３のＣＰＵ１２１とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の姿勢を検出することが可能な物体姿勢検出システム及びこれを備えた移動体並びに無線タグラベル及び無線タグ情報読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の無線タグとリーダ（読み取り装置）／ライタ（書き込み装置）との間で非接触で情報の読み取り／書き込みを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えており、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても、リーダ／ライタ側よりＩＣ回路部の無線タグ情報に対してアクセス（情報の読み取り／書き込み）が可能であり、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。
【０００３】
この無線タグを物流システムに応用した例として、例えば特許文献１に記載のものがある。この従来技術は、トラックで荷物を配送する場合において運転手が実行する荷物の積み卸しの管理に応用したものである。すなわち、トラックに積載される各荷物に無線タグ回路素子（無線ＩＣタグ）が備えられるとともに、トラックの荷物積み卸し口の周囲にリーダ（アンテナ）を設けておき、積み下ろし時に荷物が通過する際に、各荷物の無線タグ回路素子からその荷物の送り先、内容物等の荷物情報を取得し、あらかじめ物流情報センタのサーバーから取得した荷物情報と比較してチェックを行う。これにより、予定通り荷物の積み卸しがされているか否かの自動的なチェック作業を可能としている。
【特許文献１】特開２００１−１９１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、技術の進歩・向上により、大容量ハードディスク等の精密機械が物流する機会が激増している。このような精密機械は、例えば運搬中の荷崩れや積み下ろし時の不注意等により横倒しになったりすると、その衝撃で故障する可能性がある。また、陶器・ガラス等の脆性を有する品の場合、横倒しになったときの衝撃で破損する可能性がある。一方で、物流する荷物の中には、例えば冷蔵庫等、その機能上運搬時の姿勢が問題となる品もある。したがって、物流サービスには、荷物の正確な配送に加え、各荷物を正常な姿勢で運搬することが要求される。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、荷物が予定通り積み卸しされているかどうかを照合確認するだけである。このため、配送中に例えば荷物が荷崩れによって横倒しとなったりひっくり返ったりしても、その荷物の姿勢状態を検出することはできない。すなわち、荷物の正確な配送は可能であるが、荷物が正常な姿勢で運搬されているか否かをチェックすることはできない。この結果、配送中に荷物の内容物に故障や破損を生じたり機能低下を招く可能性があり、物流サービスのサービス性が低下する畏れがあった。また３次元加速度センサーを用いてハードディスクなどの落下状態などを検出することが行われているものの非常に高価でありまた電源などを必要としていた。また、荷物に対してその姿勢の検出を行うのは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、物体の姿勢を検出することができる物体姿勢検出システム及びこれを備えた移動体並びに無線タグラベル及び無線タグ情報読み取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、検出対象の物体と、この物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と、これら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本願第１発明の物体姿勢検出システムにおいては、検出対象の物体に複数の無線タグ回路素子が設けられており、通信手段がそれら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行い、その通信結果に基づき、姿勢検出手段によって当該物体の姿勢が検出される。このように遠隔にて非接触で物体の姿勢を検出することにより、物体の姿勢の良否や、姿勢の変化又は回転の向き等を識別することが可能となる。
【０００９】
第２の発明は、上記第１発明において、前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子の配置方向を検出する方向検出手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
方向検出手段で複数の無線タグ回路素子の配置方向を検出することにより、例えば、検出した複数の無線タグ回路素子の方向が、物体が通常の姿勢である場合に検出されるべき方向と大きく異なっていた場合、非接触で物体が異常姿勢であると認定することが可能となる。
【００１１】
第３の発明は、上記第２発明において、前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子までの距離を検出する距離検出手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
方向検出手段による方向検出と距離検出手段の距離検出とを併せることで無線タグ回路素子の位置検出を正確に行うことができるので、物体の姿勢検出を更に高精度に行うことができる。また、この高精度の姿勢検出を時間を追って行うことで、物体の姿勢の変化や回転の向き等を高精度に識別することができる。
【００１３】
第４の発明は、上記第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする。
【００１４】
これにより、通信範囲内に複数の物体が存在しそれら複数の物体の無線タグ回路素子から通信手段で一度に情報が読み取られた場合でも、それら多数の情報を配置物体情報を用いて容易に各物体毎に仕分けし、整理することが可能となる。
【００１５】
第５の発明は、上記第４発明において、前記姿勢検出手段は、前記通信手段による通信結果に基づき、前記配置物体情報を取得する配置物体情報取得手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
通信範囲内に複数の物体が存在しそれら複数の物体の無線タグ回路素子から通信手段で一度に情報が読み取られた場合でも、それら多数の情報を、配置物体情報取得手段で取得した配置物体情報を用いて容易に各物体毎に仕分けし、整理することができる。
【００１７】
第６の発明は、上記第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体の所定の姿勢において高さ方向位置が互いに異なるように当該物体に配置された２つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする。
【００１８】
これにより、例えば物体が上下逆に配置された場合には当該２つの無線タグ回路素子の位置関係が逆となり、姿勢の異常を確実に識別することができる。
【００１９】
第７の発明は、上記第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体のうち、同一平面上に位置しない４箇所にそれぞれ配置された４つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする。
【００２０】
これにより、検出時に仮に３つの無線タグ回路素子が同一平面上に存在したとしても、残りの１つは当該平面上に位置していないことから、当該物体の姿勢及びその変化を確実に検出することができる。
【００２１】
第８の発明は、上記第７発明において、前記４つの無線タグ回路素子のうち、比較する姿勢から最も移動量の大きい３つの無線タグ回路素子を選択して解析を行うことを特徴とする。
【００２２】
これにより、無線タグ回路素子の座標検出における誤差の影響を最も小さくすることができる。
【００２３】
第９の発明は、上記第７発明において、前記４つの無線タグ回路素子は、前記物体に仮想正四面体を配置しその４つの頂点位置に配置されていることを特徴とする。
【００２４】
６つの各辺長さが等しい正四面体形状の頂点に４つの無線タグ回路素子を配置することにより、それら無線タグ回路素子に対し適宜の座標を設定し位置検出計算を行うときの演算処理を簡素化し、処理速度を向上することが可能となる。
【００２５】
第１０の発明は、上記第９発明において、前記仮想正四面体の重心位置を、前記物体の重心位置と略一致させたことを特徴とする。
【００２６】
重心どうしを一致させることにより、物体の姿勢変化や回転等の運動を演算にて解析するとき、その解析処理を簡素化し、処理速度を向上することが可能となる。
【００２７】
第１１の発明は、上記第１乃至第１０発明のいずれかにおいて、前記物体に関し予め定めた基準姿勢と、前記姿勢検出手段で検出した前記物体の姿勢との差が所定の許容範囲を超えていた場合、その旨を報知手段で報知するための信号を出力する報知制御信号出力手段を有することを特徴とする。
【００２８】
これにより、基準姿勢から許容範囲を超えて逸脱した姿勢となった場合に、そのような異常姿勢であることを操作者に確実に認識させることができる。
【００２９】
第１２の発明は、上記第１乃至第１１発明のいずれかにおいて、前記姿勢検出手段は、異なるタイミングにおける前記姿勢検出手段の検出結果に基づき、前記物体の姿勢変化を検出する運動検出手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
運動検出手段で物体の姿勢変化を検出することにより、物体の姿勢の変化や回転の向き等を識別することができる。
【００３１】
第１３の発明は、上記第１２発明において、前記物体は、球技に使用される球体であり、前記運動検出手段は、前記球体の回転方向を検出することを特徴とする。
【００３２】
これにより、例えば、野球やソフトボールにおける投手が投じる変化球の球種や、テニスのラリーにおけるスピン方向、サッカーやバレー、ボウリング、卓球等において競技者が意図的に付与したボールの回転方向等を検出することができる。
【００３３】
第１４の発明は、上記第１３発明において、前記運動検出手段で検出した前記球体の回転方向に基づき、対応する球種情報を表示手段で表示するための信号を出力する表示制御信号出力手段を有することを特徴とする。
【００３４】
これにより、例えば従来人間の目視で行っている、野球やソフトボールの投手の投球球種判定、テニスのラリーにおけるスピン方向判定等を、人手によらずに自動でかつ高精度短時間に行うことができる。また、ゲームセンターのピッチングシミュレーターで遊技者が投じた球が確かに意図する変化球となっていたことを表示して認定したり、投球の回転軌跡等を表示して遊技者を楽しませることも可能となる。
【００３５】
上記目的を達成するために、第１５の発明は、検出対象の物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段とを有することを特徴とする。
【００３６】
本願第１５発明の無線タグ情報読み取り装置においては、姿勢検出対象の物体に複数の無線タグ回路素子が設けられており、通信手段がそれら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行い、その通信結果に基づき、姿勢検出手段によって当該物体の姿勢が検出される。このように遠隔にて非接触で物体の姿勢を検出することにより、物体の姿勢の良否や、姿勢の変化又は回転の向き等を識別することが可能となる。
【００３７】
第１６の発明は、上記第１５発明において、前記通信手段は、複数のアンテナ素子からなるアンテナと、このアンテナの指向性方向を変化させる指向性制御手段とを備えることを特徴とする。
【００３８】
指向性制御手段でアンテナの指向性方向を変化させつつ通信手段が複数の無線タグ回路素子と通信を行うことで、広範囲における管理対象物体の姿勢及び姿勢変化挙動を検出することができる。
【００３９】
第１７の発明は、上記第１６発明において、前記指向性制御手段は、前記アンテナ偏波を円偏波とすることを特徴とする。
【００４０】
円偏波を用いることにより、例えば無線タグ回路素子が設けられた物体が通常の状態から横倒しに倒れた等の場合であっても、その状態の無線タグ回路素子と確実に通信を行うことができる。
【００４１】
上記目的を達成するために、第１８の発明は、検出対象の物体の姿勢を検出するために当該物体に添付される無線タグラベルであって、情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されるアンテナとをそれぞれ備え、前記物体の通常の姿勢に対応した所定の配置で設けられた複数の無線タグ回路素子と、前記物体の前記通常の姿勢に対応した所定の表記がなされた表記部とを有することを特徴とする。
【００４２】
物体の通常の姿勢に対応した表記部が設けられていることにより、複数の無線タグ回路素子を備えた無線タグラベルを、その表記部に従って容易に正しく物体に貼り付けることができる。このようにして正しく貼り付けられた無線タグラベルに備えられた複数の無線タグ回路素子に対し通信手段が無線通信を行うことで、その通信結果に基づき物体の姿勢を検出し、物体の姿勢の良否を識別することが可能となる。
【００４３】
第１９の発明は、上記第１８発明において、前記複数の無線タグ回路素子は、前記物体の前記通常の姿勢における上方側に対応した位置に配置された上方用無線タグ回路素子と、前記物体の前記通常の姿勢における下方側に対応した位置に配置された下方用無線タグ回路素子とを含むことを特徴とする。
【００４４】
これにより、例えば物体が上下逆に配置された場合には本来上方にあるべき上方用無線タグ回路素子が下方に位置し、本来下方にあるべき下方用無線タグ回路素子が上方に位置して、２つの無線タグ回路素子の位置関係が逆となるので、姿勢の異常を確実に識別することができる。
【００４５】
第２０の発明は、上記第１８又は第１９発明において、前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする。
【００４６】
これにより、通信範囲内に複数の物体が存在し、それら複数の物体に設けた複数の無線タグラベルの無線タグ回路素子から、一度に装置側へ情報が読み取られた場合でも、それら多数の情報を配置物体情報を用いて容易に各物体毎に仕分けし、整理することが可能となる。
【００４７】
上記目的を達成するために、第２１の発明は、上記第１乃至第１４発明のいずれかの物体姿勢検出システムを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、物体の姿勢を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、例えばトラックで荷物を配送する物流サービスに本発明を適用した例である。
【００５０】
図１は、本発明の物体姿勢検出システムの一実施形態である物品姿勢検出システムを備えた配送トラックの全体構造を表す斜視図である。
【００５１】
図１において、配送トラック１（移動体）は運転室２と荷物室３とを有しており、荷物室３には物品姿勢検出システム１００が設けられている。この物品姿勢検出システム１００は、荷物室３内に積み込まれた各荷物に備えられる無線タグ回路素子Ｔoを検出するための複数（この例では４つ）のアンテナ１０１−1，１０１−２，１０１−３，１０１−４（通信手段）と、荷物が荷崩れを起こした場合等（詳細は後述）に警告音を発する警報装置１０２（報知手段）と、これらアンテナ１０１−１〜１０１−４及び警報装置１０２にケーブル１０４等を介して接続された制御装置１０３とを備えている。各アンテナ１０１−１〜１０１−４からは各荷物の無線タグ回路素子Ｔoについての検出信号が制御装置１０３へと出力される。
【００５２】
アンテナ１０１−１〜１０１−４はいわゆるフェイズドアレイ制御により各荷物に備えられた無線タグ回路素子Ｔoの仰角を検出するフェイズドアレイアンテナであり（詳細は後述）、荷物室３の積み下ろし口３Ａ（後述の図２参照）近傍の上下左右４箇所に設置されている。なお、本実施形態では４箇所に設けるようにしたが、積み下ろし口３Ａの上部分の左右２箇所にのみ設けるようにしてもよい。
【００５３】
制御装置１０３は、ＣＰＵ１２１及びＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるメモリ１２３を備えている（後述の図６参照）。この制御装置１０３は、各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出された各荷物の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、各無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び各無線タグ回路素子Ｔoの仰角をそれぞれ検出する。そして、これら無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び仰角に基づいて、その無線タグ回路素子Ｔoが備えられた荷物の姿勢が正常であるか否かを判定する（詳細は後述）。荷物の姿勢が異常であると判定した場合には、警報装置１０２に制御信号を送信し、警報装置１０２から警報を出力させる。
【００５４】
警報装置１０２は、例えばブザー等の警告音を発する装置であり、その出力される警報が運転室２、荷物室３及びその周囲に聞こえるように設置されている。なお、警告音だけに限らず、例えば警告表示を行う表示手段（液晶等）を有する警報装置を用いてもよい。
【００５５】
図２は、荷物室３の内部を積み下ろし口３Ａ側から見た図である。
【００５６】
この図２において、荷物室３には、４つの荷物４，５，６，７（物体）が積み込まれている。なお、ここでは荷物４，５，６は正常な状態で積み上げられているが、荷物７が横倒しになった例を示している。各荷物４〜７には、表面に「天地」の文字が印字されたタグラベルＴ（各荷物４，５，６，７に対応するタグラベルをそれぞれＴ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７とする）が、その天地文字が各荷物４〜７の上下方向にそれぞれ対応するように貼り付けられている。
【００５７】
図３は、タグラベルＴ（無線タグラベル）の概略全体構造を表す荷物４の側面図である。なお、ここでは荷物４に貼り付けたタグラベルＴ４を例にとって図示しているが、他の荷物に貼り付けられたタグラベルＴも同様の構造である。
【００５８】
この図３に示すように、タグラベルＴは複数（本実施形態では長手方向両端に２つ）の無線タグ回路素子Ｔo、すなわち上側に無線タグ回路素子Ｔo４−１（上方用無線タグ回路素子）、下側に無線タグ回路素子Ｔo４−２（下方用無線タグ回路素子）をそれぞれ有しており、その表面には上記したように「天地」の文字が印字された表記部Ｔ４ａが設けられている。このタグラベルＴを荷物に貼り付ける際には、荷物を正常な姿勢とした状態で「天」の字が上方向に、「地」の字が下方向となるように貼り付ける。なお、ここではタグラベルＴに「天地」の文字を印字するようにしたが、例えば「UP
DOWN」や「上下」のように上下方向の位置関係のわかる他の表現を印字してもよいし、また記号や動物の絵などを印字するようにしてもよい。さらに、印字に限らず、タグラベルＴの表記部Ｔ４ａに刻印を行ったり、写真等を貼り付けるようにしてもよい。
【００５９】
図４は、上述した各荷物４〜７に添付されたタグラベルＴ４〜Ｔ７に備えられた無線タグ回路素子Ｔoの機能的構成の一例を表すブロック図である。
【００６０】
図４において、無線タグ回路素子Ｔoは、制御装置１０３に接続されたアンテナ１００−１〜１００−４と例えばＵＨＦ帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行うアンテナ１５１(タグ側アンテナ)と、このアンテナ１５１に接続されたＩＣ回路部１５０とを有している。
【００６１】
ＩＣ回路部１５０は、アンテナ１５１により受信された搬送波を整流する整流部１５２と、この整流部１５２により整流された搬送波のエネルギを蓄積しＩＣ回路部１５０の駆動電源とするための電源部１５３と、上記アンテナ１５１により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部（後述）１５７に供給するクロック抽出部１５４と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部１５５と、上記アンテナ１５１に接続された変復調部１５６と、上記整流部１５２、クロック抽出部１５４、及び変復調部１５６等を介して無線タグ回路素子Ｔoの作動を制御するための制御部１５７とを備えている。
【００６２】
変復調部１５６は、アンテナ１５１により受信されたアンテナ１００−１〜１００−４からの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部１５７からの返信信号に基づき、アンテナ１００−１〜１００−４より受信された搬送波を反射変調する。
【００６３】
制御部１５７は、上記変復調部１５６により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部１５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部１５６により返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００６４】
図５は、各無線タグ回路素子Ｔoのメモリ部１５５に記憶されるＩＤの一例を示す図である。
【００６５】
この図５において、メモリ部１５５に記憶されたＩＤは、共通部と独立部から構成されている。共通部にはその無線タグ回路素子Ｔoを有するタグラベルＴが貼り付けられる荷物の荷物情報（例えば内容物や配送先情報等）が格納されており（ここでは３２ビットの例を図示）、同一の荷物に取り付けられる（すなわち同一のタグラベルＴに備えられる）無線タグ回路素子ＴoのＩＤの共通部は同一である。独立部には上下方向の位置関係を表す位置情報が格納されており、本実施形態では、この独立部に格納される数字が小さい方が上下位置が下側となるようになっている。後述する説明の都合上、独立部を４ビットで表現しているが、１ビットとしても良い。
【００６６】
図６は、上記制御装置１０３の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【００６７】
図６において、制御装置１０３は、ＣＰＵ（中央演算装置）１２１と、例えばＲＡＭやＲＯＭ等からなるメモリ１２３と、上記警報装置１０２に対する各種制御を行う警報装置制御部１２４（報知制御信号出力手段）と、アンテナ１０１−１〜１０１−４を介しタグラベルＴに備えられた無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１と通信制御を行うＲＦ通信制御部１４０（通信手段）とを備えている。
【００６８】
図７は、上記ＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−１〜１０１−４の詳細構成を表す機能ブロック図である。
【００６９】
図７において、アンテナ１０１−１〜１０１−４は、１つの送信アンテナ（アンテナ素子）１０と、複数（この例では８つ）の受信アンテナ（アンテナ素子）１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ（但し煩雑防止のため一部図示省略、以下同様）とから構成されている。
【００７０】
ＲＦ通信制御部１４０は、上記送信アンテナ１０及び受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈを介し上記無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０の情報(無線タグ情報)へアクセスするための送信部２１２及び受信部２１３（＝高周波回路）と、受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈにそれぞれ係わる位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈ（指向性制御手段）と、これら位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈからの出力を加算する加算器２０５とを有し、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０から読み取られた信号を処理して情報を読み出すとともに無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へアクセスするためのアクセス情報を生成する機能を含む上記ＣＰＵ１２１と接続されている。
【００７１】
位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈは、ＣＰＵ１２１からの位相制御信号を入力しこれに応じて受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈにおける受信電波信号の位相をそれぞれ可変に設定する移相器２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃ，２０６Ｄ，２０６Ｅ，２０６Ｆ，２０６Ｇ，２０６Ｈと、ＣＰＵ１２１からの信号を入力しこれに応じて移相器２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃ，２０６Ｄ，２０６Ｅ，２０６Ｆ，２０６Ｇ，２０６Ｈから入力した信号を可変に増幅し上記加算器２０５に出力する可変ゲインアンプ(増幅率可変アンプ)２０８Ａ，２０８Ｂ，２０８Ｃ，２０８Ｄ，２０８Ｅ，２０８Ｆ，２０８Ｇ，２０８Ｈとを備えている。
【００７２】
送信部２１２は、送信アンテナ１０を介し無線タグ回路素子Ｔoに対して信号を送信するものであり、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０の無線タグ情報にアクセスするための搬送波を発生させる水晶発振回路２１５、ＰＬＬ（Phase
Locked Loop）２１３、及びＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２１４と、上記ＣＰＵ１２１から供給される信号に基づいて上記搬送波発生部により発生させられた搬送波を変調（この例ではＣＰＵ１２１からの「ＴＸ＿ＡＳＫ」信号に基づく振幅変調）する送信乗算回路２１６（但し「ＴＸ＿ＡＳＫ信号」の場合は増幅率可変アンプ等を用いてもよい）と、その送信乗算回路２１６により変調された変調波を増幅（この例ではＣＰＵ１２１からの「ＴＸ＿ＰＷＲ」信号によって増幅率を決定される増幅）する送信アンプ２１７とを備えている。そして、上記搬送波発生部により発生される搬送波は、好適には周波数３００ＭＨｚ以上とされ、望ましくは９００ＭＨｚ近傍あるいは２．４５ＧＨｚ近傍とされ、上記送信アンプ２１７の出力は、送信アンテナ１０に伝達されて無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０に供給される。
【００７３】
受信部２１３は、受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈで受信され上記位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈを経て加算器２０５で合算された無線タグ回路素子Ｔoからの反射波と上記搬送波発生部により発生させられた搬送波とを掛け合わせる受信第１乗算回路２１８と、その受信第１乗算回路２１８の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第１バンドパスフィルタ２１９と、この第１バンドパスフィルタ２１９の出力を増幅する受信第１アンプ２２１と、この受信第１アンプ２２１の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第１リミッタ２２０と、上記受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈで受信され上記位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈを経て加算器２０５で合算された無線タグ回路素子Ｔoからの反射波と上記搬送波発生部により発生された後に位相を９０°遅らせた搬送波とを掛け合わせる受信第２乗算回路２２２と、その受信第２乗算回路２２２の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第２バンドパスフィルタ２２３と、この第２バンドパスフィルタ２２３の出力を増幅する受信第２アンプ２２５と、この受信第２アンプ２２５の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第２リミッタ２２４とを備えている。そして、上記第１リミッタ２２０から出力される信号「ＲＸＳ−Ｉ」及び第２リミッタ２２４から出力される信号「ＲＸＳ−Ｑ」は、上記ＣＰＵ１２１に入力されて処理される。
【００７４】
また、受信第１アンプ２２１及び受信第２アンプ２２５の出力は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator)回路２２６にも入力され、それらの信号の強度を示す信号「ＲＳＳＩ」がＣＰＵ１２１に入力される。このようにして、本実施形態の制御装置１０３のＲＦ通信制御部１４０では、Ｉ−Ｑ直交復調によって無線タグ回路素子Ｔoからの反射波の復調が行われる。
【００７５】
ＣＰＵ１２１は、いわゆるマイクロコンピュータであり、詳細な図示を省略するが、上記メモリ１２３の一時記憶機能を利用しつつ予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。このＣＰＵ１２１は、上述した高周波回路受信部２１３からの受信信号等を入力した後所定の演算処理を行い、上述した高周波回路送信部２１２への増幅制御信号及び変調制御信号、位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈへの位相制御信号等を出力する。
【００７６】
以上のような構成である本実施形態の物品姿勢検出システム１００では、制御装置１０３（正確にはＣＰＵ１２１）が、各アンテナ１０１−１〜１０１−４から入力された各荷物の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、各無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び各無線タグ回路素子Ｔoの仰角をそれぞれ検出し、これら無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び仰角に基づいてその無線タグ回路素子Ｔoが備えられた荷物の姿勢が正常であるか否かを判定する姿勢判定制御を行う。
【００７７】
図８は、制御装置１０３のＣＰＵ１２１によって行われる上記姿勢判定制御の制御手順を表すフローチャートである。
【００７８】
この図８において、制御装置１０３の電源がＯＮされると、このフローが開始される。
【００７９】
まず、ステップＳ５１において、制御装置１０３の電源がＯＮとなった後（又は前回の周期Ｔ１経過時の後）周期Ｔ１が経過したかどうかを判定する。この周期Ｔ１は、本実施形態の物品姿勢検出システム１００が姿勢判定を行う処理周期であり、例えば１０〜３０秒程度に設定されている。周期Ｔ１が経過した場合には判定が満たされて次のステップＳ３００に移る。
【００８０】
ステップＳ３００では、荷物室３内に積み込まれた全荷物（本実施形態では荷物４〜７）に貼り付けられたタグラベルＴ（Ｔ４〜Ｔ７）の各無線タグ回路素子Ｔo（Ｔo−１，Ｔo−２）のＩＤを検知するＩＤ検知処理を行う（詳細は後述）。なお、このＩＤ検知処理は、各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介してそれぞれ独立に行われる。
【００８１】
次のステップＳ４００では、上記ステップＳ３００で検知した各無線タグ回路素子ＴoのＩＤの中から同一の荷物（同一のタグラベルＴ）に備えられている無線タグ回路素子Ｔo同士のＩＤを抽出する関連ＩＤ抽出処理を行う（詳細は後述）。なお、この関連ＩＤ抽出処理も、上記ＩＤ検知処理で各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して検知されたＩＤごとにそれぞれ行われる。
【００８２】
次のステップＳ５００では、上記ステップＳ４００で抽出した関連ＩＤに係る無線タグ回路素子Ｔoが備えられた物体の姿勢を検出し、その姿勢が正常であるか否かを判定する姿勢検出処理を行う（詳細は後述）。なお、この姿勢検出処理も、各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して検知し抽出された関連ＩＤごとにそれぞれ行われる。
【００８３】
次のステップＳ５２では、上記ステップＳ５００で荷物の姿勢が異常であると判定したかどうかを判定する。全アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して正常姿勢が検出された場合（言い換えれば、各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して検知し抽出した関連ＩＤの全てについて姿勢が正常であると判定された場合）には、判定が満たされずにステップＳ５１に戻る。一方、各アンテナ１０１−1〜１０１−４のうち１つでも異常姿勢を検出している場合（言い換えれば、各アンテナ１０１−1〜１０１−４のうち少なくとも１つのアンテナを介して検知し抽出した関連ＩＤについて姿勢が異常であると判定された場合）には、判定が満たされて次のステップＳ５３に移る。
【００８４】
ステップＳ５３では、警報装置制御部１２４を介して警報装置１０２に対して制御信号を出力し、警報装置１０２から警報を発生させる。この警報装置１０２の警報は、前述したように運転室２、荷物室３及びその周囲に聞こえるようになっており、例えば運転中に荷物が倒れた場合でも運転手にその旨の注意を促すことができ、また例えば荷物の積み下ろし作業中に荷物が倒れた場合にも積み下ろし作業を行う作業者にその旨の注意を促すことができるようになっている。その後、ステップＳ５１に戻る。
【００８５】
図９は、上記ステップＳ３００のＩＤ検知処理の詳細手順を表すフローチャートである。このＩＤ検知処理では、各アンテナ１０１−１〜１０１−４の受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈのメインローブの方向（＝受信指向性の方向）を単一方向に保持しつつその方向を変化させるいわゆるフェイズドアレイ制御を行う。その際、ある基準位置(本実施形態ではアンテナ１０１−１〜１０１−４から見て略水平方向を０°)からのメインローブ方向の角度(以下適宜、メインローブ方向角という)をθとして、このメインローブ方向角θを所定刻みθSTEPごとに変化させることとなる。
【００８６】
ステップＳ３１０では、上記フェイズドアレイ制御開始にあたり、そのメインローブ方向を示すメインローブ方向角θの初期値をθａに設定する。本実施形態では、上記したようにθａ＝０°（略水平方向）である。
【００８７】
次のステップＳ３２０では、メインローブ方向角θの値に応じ、受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈに係る位相を決定し、これに対応した位相制御信号を位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈに出力する。
【００８８】
具体的には、一般に、受信電波の隣接するアンテナ素子間での受信信号の位相差は、隣接する受信アンテナ素子の間隔をｄ、受信電波の波長をλ、メインローブ方向角をθとして（２・π・ｄ・cosθ）／λで表されることから、対応する位相差が位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈにそれぞれ与えられる。
【００８９】
その後、ステップＳ３３０で、上記のように受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈの位相を設定した(言いかえればメインローブ方向角θを設定した)条件のもと、送信アンテナ１０より無線タグ回路素子Ｔoに対し問い合わせ信号を出力させる。詳細には、「ＴＸ＿ＡＳＫ」信号を生成して送信乗算回路２１６に出力し、送信乗算回路２１６で対応する上記振幅変調が行われアクセス情報としての問い合わせ信号となる。この問い合わせ信号としては、例えば「Scroll
ALL ID」信号や階層的に複数回送信を行う「PING」信号等を用いる。一方、ＣＰＵ１２１は「ＴＸ＿ＰＷＲ」信号を生成して送信アンプ２１７に出力し、送信アンプ２１７でその「ＴＸ＿ＰＷＲ」信号に基づく増幅率で信号増幅が行われ、最終的に送信アンテナ１０を介し送信され、各荷物に貼り付けられたタグラベルＴの無線タグ回路素子Ｔoからの返信を促す。
【００９０】
次のステップＳ３４０では、上記問い合わせ信号に対応して各荷物のタグラベルＴの無線タグ回路素子Ｔoから送信された返答信号（＝リプライ信号；タグ識別ＩＤ情報等の無線タグ情報）を受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈより受信し、位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈでその位相を制御し、加算器２０５及び受信部２１３を介し取り込む。このときのＲＳＳＩ回路２２６からの受信信号強度信号「ＲＳＳＩ」が入力され、その値が次のステップＳ３５０でメモリ１２３に記憶される。
【００９１】
そしてステップＳ３６０で、θが、予めメインローブ方向角θを順次変化させるときの最終値として設定されたθEND(例えばアンテナ１０１−１，１０１−２では−９０°、アンテナ１０１−３，１０１−４では９０°等)に等しくなったかどうかを判定する。最初はθ＝θａであるから判定が満たされず、ステップＳ３６５で予め定められたθSTEP（例えばアンテナ１０１−１，１０１−２ではθSTEP＝−５°、アンテナ１０１−３，１０１−４ではθSTEP＝５°）だけ加え、ステップＳ３２０に戻り、同様の手順を繰り返す。
【００９２】
こうしてステップＳ３２０〜ステップＳ３６５を繰り返してθの値にθSTEPを小刻みに加え、全受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈによって生じるメインローブ（指向性）の方向を単一方向に保持しつつそのメインローブ方向角θを徐々に変化させながら、信号送信及び受信を繰り返しその都度受信信号を記憶していく。そしてθ＝θENDになったらステップＳ３６０の判定が満たされ、ステップＳ３７０に移る。
【００９３】
ステップＳ３７０では、上記ステップＳ３４０で返答信号を受信した全無線タグ回路素子Ｔoについて、そのタグ識別ＩＤ情報を例えばＩＤ表としてメモリ１２３に記憶させる（後述の図１３参照）。
【００９４】
ステップＳ３８０では、上記ステップＳ３２０〜ステップＳ３６５の繰り返しの間にステップＳ３５０で記憶した信号強度に基づき、上記ステップＳ３７０で記憶した各タグＩＤについて、その無線タグ回路素子Ｔoの存在する指向性方向（各アンテナ１０１−１〜１０１−４から見た仰角）θTを決定する（例えば最も信号強度が大きかったメインローブ方向角方向とする）。
【００９５】
次のステップＳ３９０では、上記ステップＳ３８０で決定した各無線タグ回路素子Ｔoの仰角θTを、上記ステップＳ３７０で記憶した各タグＩＤに対応させて例えばＩＤ表としてメモリ１２３に記憶させ（後述の図１３参照）、このフローを終了する。
【００９６】
なお、各アンテナ１０１−１〜１０１−４から出力される問い合わせ信号は、その水平方向（言い換えれば荷物室３の奥行き方向）にある程度の広がりをもって出力されるため、本実施形態のようにメインローブ方向角θを上下方向のみ変化させるようにしても、荷物室３内をほぼ全部スキャンできるようになっている。但し、より確実に荷物室３内をスキャンできるように、例えばメインローブ方向角θを水平方向（荷物室３の奥行き方向）についても変化させるようにしてもよい。また、本実施形態ではアンテナ１０１−１〜１０１−４を荷物室３の積み下ろし口３Ａ近傍にのみ設けるようにしたが、例えば荷物室３の奥行き方向に複数列に設けるようにしてもよい。
【００９７】
図１０は、上記図８のステップＳ４００の関連ＩＤ抽出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【００９８】
まずステップＳ４０５では、上記図９で説明したＩＤ検知処理のステップＳ３７０及びステップＳ３９０でメモリ１２３に記憶されたＩＤ表にタグＩＤと仰角が書き込まれているかどうか、すなわち、ＩＤ検知処理によって無線タグ回路素子Ｔoが検知されたかどうかを判定する。ＩＤ検知処理により無線タグ回路素子Ｔoが検知されず、ＩＤ表が空であれば、判定が満たされて本フローを終了する。一方、ＩＤ検知処理により無線タグ回路素子Ｔoが検知され、ＩＤ表が空でなければ、判定が満たされずにステップＳ４１０に移る。
【００９９】
ステップＳ４１０では、ＩＤ表に書き込まれたタグＩＤのうち１つのＩＤ（例えば先頭行のＩＤ。以下「ＩＤ１」と記載）を取得する。
【０１００】
次のステップＳ４１５では、上記ステップＳ４１０で取得したＩＤ１の共通部（図５参照。以下「Ｃ１」と記載）を取得する。
【０１０１】
次のステップＳ４２０では、ＩＤ表に書き込まれたタグＩＤのうちの次のＩＤ（例えばＩＤ１の次の行のＩＤ。以下「ＩＤ２」と記載）を取得する。
【０１０２】
次のステップＳ４２５では、上記ステップＳ４２０で取得したＩＤ２の共通部（以下「Ｃ２」と記載）を取得する。
【０１０３】
次のステップＳ４３０では、上記取得したＩＤ１の共通部Ｃ１とＩＤ２の共通部Ｃ２とが一致するかどうかを判定する。一致する場合には判定が満たされて次のステップＳ４３５に移る。
【０１０４】
ステップＳ４３５では、共通部Ｃ１と一致する共通部Ｃ２を有するＩＤ２を一時的にメモリ１２３に記憶させる。そして次のステップＳ４４０に移る。なお、上記のステップＳ４３０で共通部Ｃ１と共通部Ｃ２とが一致せずに判定が満たされない場合には、直接次のステップＳ４４０に移る。
【０１０５】
ステップＳ４４０では、ＩＤ表に書き込まれた全タグＩＤについて取得したかどうかを判定する。全タグＩＤを取得していない場合には判定が満たされずに先のステップＳ４２０に移る。このステップＳ４２０〜ステップＳ４４０を繰り返すことにより、ＩＤ１の共通部Ｃ１と、ＩＤ１以外のＩＤ表に書き込まれた全ＩＤの共通部とが一致するかどうかをそれぞれ比較し、一致するＩＤを全てメモリ１２３に記憶させることになる。全タグＩＤを取得した場合には、判定が満たされて次のステップＳ４４５に移る。
【０１０６】
ステップＳ４４５では、上記ステップＳ４３５でＩＤ２がメモリ１２３に一時記憶されているかどうかを判定する。記憶されている場合には、判定が満たされて次のステップＳ４５０に移る。
【０１０７】
ステップＳ４５０では、ＩＤ１と全ＩＤ２とを例えばＩＤセット表としてメモリ１２３に記憶させる（後述の図１４参照）。
【０１０８】
次のステップＳ４５５では、上記ステップＳ４３５で一時記憶された全ＩＤ２をＩＤ表から削除し、次のステップＳ４６０に移る。なお、先のステップＳ４４５において、ＩＤ２がメモリ１２３に一時記憶されていない場合には判定が満たされずに次のステップＳ４６０に直接移る。なお、ＩＤ２が一時記憶されていない場合とは、例えば荷物に貼り付けられたタグラベルＴが有する２つの無線タグ回路素子Ｔo−１，Ｔo−２のうち何らかの理由により一方しか検知できなかった場合などである。このような場合には、その荷物の姿勢検出をすることが不可能であるので、直接下記のステップＳ４６０に移り、そのタグＩＤ１をＩＤ表から削除する。
【０１０９】
ステップＳ４６０では、ＩＤ１をＩＤ表から削除し、ステップＳ４０５に戻る。
【０１１０】
以上のように、関連ＩＤ抽出処理ではステップＳ４０５〜ステップＳ４６０をＩＤ表が空となるまで繰り返す。これによって、共通部が一致するタグＩＤ、すなわち同一の荷物（タグラベルＴ）に備えられた無線タグ回路素子ＴoのＩＤが抽出される。
【０１１１】
図１１は、上記図８のステップＳ５００の姿勢検出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１１２】
まずステップＳ５１０では、上記関連ＩＤ検出処理のステップＳ４５０でメモリ１２３にＩＤセット表が記憶されたかどうかを判定する。ＩＤセット表が記憶されていなければ姿勢検出できないので、判定が満たされずに本フローを終了する。一方、メモリ１２３にＩＤセット表が記憶されている場合には、判定が満たされて次のステップＳ５２０に移る。
【０１１３】
ステップＳ５２０では、ＩＤセット表内に書き込まれた複数（本実施形態では２つ）のＩＤの独立部を取得する。
【０１１４】
次のステップＳ５３０では、上記ステップＳ５２０で取得した２つのＩＤの独立部を用いて、ＩＤを昇順（独立部の数字が小さい順）に整列する。
【０１１５】
次のステップＳ５４０では、上記ステップＳ５３０で独立部を用いて昇順に整列した２つのＩＤの仰角をその順番に取得する。
【０１１６】
次のステップＳ５５０では、上記ステップＳ５４０で取得した仰角が、小さい順に並んでいるかどうかを判定する。小さい順に並んでいる場合（本実施形態では両仰角が等しい場合を含む）には、判定が満たされてステップＳ５６０に移り、これらのＩＤに係る無線タグ回路素子Ｔoを備えた荷物の姿勢が正常であると判定して本フローを終了する。一方、仰角が小さい順に並んでいない場合には、判定が満たされずにステップＳ５７０に移り、荷物の姿勢が異常であると判定して本フローを終了する。
【０１１７】
なお、本実施形態では、上記ステップＳ５４０で取得した仰角が同一である場合には正常と判定するようにしたが、これに限らず、例えばθSTEPが十分に小さく仰角の検出精度が細かい場合には、仰角が同一である場合を異常と判定するようにしてもよい。また、本実施形態では、仰角の順番のみで姿勢を判定するようにしたが、例えば正常時の仰角との差を算出し、その仰角の差が予め定めた許容範囲を超えた場合に異常と判定するようにしてもよい。このようにすることで、より正確に姿勢の異常を判定することができ、かつ仰角の検出誤差等の影響を低減することができる。
【０１１８】
図１２〜図１５は、以上説明してきた本実施形態の物品姿勢検出システム１００により行われる荷物の姿勢判定処理を説明するための図であり、図１２は荷物４，７に備えられる各無線タグ回路素子Ｔoについて各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出される仰角θ1〜θ4との関係を説明するための図、図１３はメモリ１２３に記憶されるＩＤ表の一例を示す図、図１４はメモリ１２３に記憶されるＩＤセット表の一例を示す図、図１５は整列後のＩＤセット表の一例を示す図である。
【０１１９】
図１２（ａ）において、θ1〜θ4は、荷物４のタグラベルＴ４の無線タグ回路素子Ｔo４−１，Ｔo４−２のそれぞれについて各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出される仰角である。同様に、図１２（ｂ）において、θ1〜θ4は、荷物７のタグラベルＴ７の無線タグ回路素子Ｔo７−１，Ｔo７−２のそれぞれについて各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出される仰角である。なお、以下では説明を容易とするために、荷物室３内に正常な姿勢の荷物４と横倒しとなった荷物７のみがある場合に関して説明する。
【０１２０】
図１３に示すように、ここではＩＤ検知処理により荷物室３内の荷物４，７の無線タグ回路素子Ｔo４−１，Ｔo４−２，Ｔo７−１，Ｔo７−２のＩＤと仰角がそれぞれ検出され、ＩＤ表に書き込まれている（図９のステップＳ３７０，Ｓ３９０参照）。なお、実際にはＩＤと仰角のみが書き込まれるが、ここでは分かり易くするために対応するタグを左端に示している。各タグのＩＤは、前述したように荷物情報を有する共通部と上下方向の位置情報を有する独立部とを有している。
【０１２１】
上記図１３のＩＤ表から、前述した関連ＩＤ抽出処理（図１０参照）によって同一のＩＤ共通部を有するものが抽出される。図１４（ａ）は、このうちＩＤ共通部が「0x1234567」であるものが抽出された場合であり、荷物４（タグラベルＴ４）に係るＩＤセット表１を示している。また図１４（ｂ）は、ＩＤ共通部が「0x9876543」であるものが抽出された場合であり、荷物７（タグラベルＴ７）に係るＩＤセット表２を示している（図１０のステップＳ４５０参照）。
【０１２２】
次に、上記図１４のＩＤセット表１，２のそれぞれについて、前述した姿勢検出処理（図１１参照）によってＩＤ独立部を用いて昇順に並べ替えられる。図１５（ａ）は荷物４に係るＩＤセット表１について並べ替えを行ったものであるが、もともとＩＤ独立部の昇順に並んでいるため、順番は変わっていない。図１５（ｂ）は荷物７に係るＩＤセット表２について並べ替えを行ったものであり、整列前と比べＩＤの順番が反対になっている。
【０１２３】
この状態で、荷物４，７について姿勢判定が行われる（図１１のステップＳ５４０〜ステップＳ５７０）。すなわち、前述したように、各タグラベルＴにはＩＤの独立部に格納される数字が小さい方の無線タグ回路素子Ｔoが上下方向位置が下となるように設けられているため、整列後のＩＤセット表１，２においては、全仰角θ1〜θ4について上側の仰角が下側の仰角より小さくなっている必要がある。図１５（ａ）に示すＩＤセット表１（整列後）では、全仰角θ1〜θ4について上側の仰角が下側の仰角より小さくなっているので、ＩＤセット表１に係る荷物４の姿勢は正常であると判定される。一方、図１５（ｂ）に示すＩＤセット表２（整列後）では、仰角θ2については上側の仰角が下側の仰角より大きくなっているので、ＩＤセット表１に係る荷物７の姿勢は異常であると判定される。このようにして、横倒しとなった荷物７の姿勢異常が検出され、警報装置１０２により運転手等に報知される。
【０１２４】
以上において、制御装置１０３のＣＰＵ１２１（詳細には図８に示す関連ＩＤ抽出処理及び姿勢検出処理）が、特許請求の範囲各項記載の物体の姿勢を検出する姿勢検出手段を構成するとともに、ＣＰＵ１２１（詳細には図９に示すＩＤ検知処理のステップＳ３１０〜ステップＳ３８０の手順）が無線タグ回路素子の配置方向を検出する方向検出手段を構成する。また、制御装置１０３のＣＰＵ１２１とＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−1，１０１−２，１０１−３，１０１−４とが、無線タグ情報読み取り装置を構成する。また、各無線タグ回路素子Ｔoのメモリ部１５５に記憶されるＩＤの共通部は、共通の物体に配置されたことを表す配置物品情報に相当し、ＣＰＵ１２１（詳細には図１０に示す関連ＩＤ抽出処理のステップＳ４４０の手順）が、配置物品情報を取得する配置物品情報取得手段を構成する。
【０１２５】
また、アンテナ１０１−1，１０１−２，１０１−３，１０１−４及びＲＦ通信制御部１４０と、ＣＰＵ１２１（詳細には図８に示す関連ＩＤ抽出処理及び姿勢検出処理）とが、請求項１５記載の無線タグ情報読み取り装置を構成する。
【０１２６】
以上のように構成した本実施形態においては、各荷物に備えられる複数（本実施形態では２つ）の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、それら無線タグ回路素子Ｔoが備えられた荷物の姿勢が正常であるか否かを検出する。これにより、遠隔にて非接触で荷物の姿勢を検出し、荷物の姿勢の良否を識別することができる。その結果、配送中に荷物が荷崩れによって横倒しとなったりひっくり返ったりしても、その荷物の姿勢状態を即座に検出でき、運転手がすぐにトラックを停車させて荷物の姿勢を正すことができる。また、荷物の積み下ろし作業中に作業者の不注意等によって荷物が倒れたような場合にも、その荷物の姿勢状態を即座に検出でき、作業者はすぐに荷物の姿勢を正すことができる。以上から、配送中又は荷物の積み下ろし作業中等に荷物が異常姿勢となり内容物に故障や破損を生じたり機能低下を招くおそれを低減することができる。
【０１２７】
また本実施形態では特に、各無線タグ回路素子Ｔoの仰角をそれぞれ検出し、この仰角に基づいて荷物の姿勢が正常であるか否かを判定する。これにより、仰角が大きい順（又は小さい順）となるように各無線タグ回路素子Ｔoの情報を整列し、その上で各無線タグ回路素子Ｔoの仰角が大きい順（又は小さい順）となっているかどうかを判定するのみで、荷物の姿勢の良否を判定することができる。これにより、荷物が正常な姿勢である場合の仰角の値との差異を算出してその差異が所定の基準値より大きいかどうかを判定することによって荷物の姿勢を判定するような場合に比べ、荷物の姿勢判定の手順を単純化することができ、演算を複雑にすることなく容易に姿勢判定を行うことができる。
【０１２８】
また本実施形態では特に、無線タグ回路素子Ｔoのメモリ部１５５に書き込まれたＩＤ情報に配置物品情報としての共通部を含めるようにし、通信時にこれを読み込む。これにより、本実施形態のように通信範囲内（すなわち荷物室３内）に複数の荷物が存在する場合でも、それら複数の荷物の無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び仰角を一度に読み取り、その後ＩＤ共通部を用いて各荷物ごとのＩＤの抽出処理を行うことによって、それら多数の情報を容易に各荷物毎に仕分けし、整理することができる。
【０１２９】
また本実施形態では特に、両端２箇所に無線タグ回路素子Ｔoを有するタグラベルＴを荷物の上下方向に対応させて貼り付けることにより、各荷物に対し無線タグ回路素子Ｔoを高さ方向位置が互いに異なるように設ける。これにより、荷物が横倒しとなった場合には当該２つの無線タグ回路素子Ｔoの位置関係が同一となり、また荷物が上下逆に配置された場合には当該２つの無線タグ回路素子Ｔoの位置関係が逆となるため、姿勢異常を確実に識別することができる。
【０１３０】
また本実施形態では特に、荷物の姿勢が異常であると判定した場合に、その旨を警報装置１０２で報知する。これにより、荷物が異常姿勢となったことを運転手等に確実に報知することができる。さらに、警報装置１０２はその警報が運転室２、荷物室３及びその周囲に聞こえるように設けられている。これにより、配送トラック１の運転中に荷崩れ等により荷物が倒れた場合であっても運転手に確実に報知することができ、また荷物室３の荷物の積み下ろし作業中に作業者の不注意等により荷物が倒れたような場合であっても作業者に確実に報知することができる。
【０１３１】
また本実施形態では特に、各荷物に備えられる無線タグ回路素子Ｔoと無線通信をするためのアンテナを上下左右に複数（本実施形態では４つ）設ける。これにより、単一のアンテナによっては検出しにくい荷物の姿勢の変化であっても、確実に検出することができる。
【０１３２】
また本実施形態では特に、タグラベルＴに複数（本実施形態では２つ）の無線タグ回路素子Ｔoを設け、そのタグラベルＴを荷物に貼り付けることによって、各荷物に姿勢を検出するための複数の無線タグ回路素子Ｔoを設けるようにする。これにより、各荷物自体に複数の無線タグ回路素子Ｔoを設けるような場合に比べ、容易且つ手軽に各荷物に複数の無線タグ回路素子Ｔoを設けることができる。さらに、アンテナの設置状況や荷物の積み上げ状況等に応じ、読み取りやすい位置にタグラベルＴを貼るといったことが可能である。
【０１３３】
また本実施形態では特に、タグラベルＴの表面に、このタグラベルＴが貼り付けられる荷物の通常の姿勢に対応した表記（本実施形態では「天地」）がなされた表記部Ｔａを設ける。これにより、タグラベルＴを、その表記部Ｔａに従って容易に正しい方向に荷物に対して貼り付けることができる。このようにタグラベルＴを正しい方向に貼り付けることで、タグラベルＴが有する複数の無線タグ回路素子Ｔoの位置関係も正しくなり、その結果、荷物の姿勢を精度よく検出することができる。
【０１３４】
なお、上記実施形態では特にアンテナの偏波面方向について触れなかったが、アンテナ１０１―１，２，３，４の偏波面方向と無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１の偏波面方向との対応関係によっては、荷物が倒れたときに通信しにくくなる可能性がある。このような事態に備え、アンテナ１０１―１，２，３，４として偏波方向が円偏波であるアンテナを用いるようにしてもよい。これにより、荷物が倒れたときにもより確実に通信を行うことができる。
【０１３５】
また、反対にアンテナ１０１―１，２，３，４の偏波面方向を一定の方向に特定しておき、この偏波面の性質を利用して荷物の姿勢を検出するようにしてもよい。すなわち、例えばアンテナの偏波面方向を正常姿勢時の荷物の無線タグ回路素子Ｔoのアンテナの偏波面方向に対応させておき、無線タグ回路素子Ｔoを検出できなくなった場合に荷物の姿勢が異常となったと判定するようにしてもよいし、例えばアンテナの偏波面方向を異常姿勢時（例えば横倒し時）の荷物の無線タグ回路素子Ｔoのアンテナの偏波面方向に対応させておき、無線タグ回路素子Ｔoを検出した場合に荷物の姿勢が異常となったと判定するようにしてもよい。
【０１３６】
また、上記実施形態では、配送トラック１に物品姿勢検出システム１００以外の無線通信システムを設けなかったが、例えば配送センタのサーバとＭＣＡ通信等により無線通信を行う無線通信システムをさらに設けておき、配送中の荷物の荷物情報（内容物、配送先情報等）を送信・受信したり、物品姿勢検出システム１００で検出した荷物の姿勢情報を配送センターのサーバに送信したりするようにしてもよい。
【０１３７】
また、上記実施形態では、物体姿勢検出システムを配送トラックに適用した例を説明したが、これに限らない。すなわち、トラック以外にも、例えばトレーラー、乗用車、バイク、フォークリフト等、荷物の運搬に用いられる自動車全般に用いることが可能である。また自動車に限らず、例えば（動力を有しない）台車、列車、航空機、船舶、さらにはベルトコンベア、運搬ロボット等、荷物の運搬に用いられる移動体全般に対して適用可能である。さらに、例えばクレーン等の荷物を吊り下げる機械に適用し、荷物が正しい姿勢で吊り下げられているかどうかを検出するのも効果的である。
【０１３８】
なお、上記実施形態では前述したように２つの無線タグ回路素子Ｔoを有するタグラベルＴを用いているが、この無線タグラベルＴを製造する無線タグ製造装置３００としては、例えば図１６に示す装置が用いられる。
【０１３９】
図１６において、このタグラベル作成装置３００（無線タグ情報書き込み装置）は、所定間隔で無線タグ回路素子Ｔoが備えられたタグテープ３０３を巻回したタグテープロール３０４と、このタグテープロール３０４から繰り出されたタグテープ３０３のうち各無線タグ回路素子Ｔoに対応した領域に所定の印字を行う印字ヘッド３０５と、無線タグ回路素子Ｔoとの間で無線通信により情報の送受信を行うアンテナ３０６（書き込み装置側アンテナ）と、高周波回路３０１及び制御回路３０２と、タグテープ３０３への印字（ここでは「天地」）及び無線タグ回路素子Ｔoへの上記情報書き込みが終了したタグテープ３０３を所定の長さに（ここでは無線タグ回路素子Ｔoがラベル両端に位置するように）切断して上記無線タグラベルＴとするカッタ３０７とを有する。
【０１４０】
高周波回路３０１及び制御回路３０２は、詳細な説明を省略するが、上記制御装置１０３のＲＦ通信制御部１４０の送受信部２１２，２１３及びＣＰＵ１２１とほぼ同等の機能を備えるものであり、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へのアクセス情報（前述したような位置情報や荷物情報等）を生成し、装置側アンテナ３０６を介して無線タグ回路素子Ｔoへ送信し、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へ情報書き込みを行う。また制御回路３０２は有線又は無線の通信回線（ネットワーク）を介して他のコンピュータ、サーバ、端末等と接続されており、それらと情報の送受が可能となっている。
【０１４１】
次に、本発明の他の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、例えば野球等の球技に用いられる球体（ボール）の回転方向の検出に本発明を適用した例である。
【０１４２】
図１７は、本発明の物体姿勢検出システムの他の実施形態である球種検出システムを備えた野球場のスコアボードの概略構造を表す正面図である。
【０１４３】
図１７において、野球場６０（後述の図１９（ａ）参照）に備えられるスコアボード６１は、チーム名及び各回のスコアが表示されるスコア表示部６２と、ストライク・ボール・アウト数やヒット・エラー等の判定表示を行う判定表示部６３と、球速（ｋｍ／ｈ）の表示を行う球速表示部６４と、ストレート・カーブ・シュート等の球種の表示を行う球種表示部６０５（表示手段）とを有している。
【０１４４】
本実施形態の最大の特徴は、球種検出システム６００（物体姿勢検出システム）によりピッチャーが投げたボールの球種を自動的に検出して上記スコアボード６１の球種表示部６０５に表示を行うことである。以下、この詳細について説明する。
【０１４５】
図１８は、野球場６０で使用されるボール６６（物体、球体）の概略内部構造を説明するための図である。
【０１４６】
この図１８に示すように、ボール６６の内部には、複数（本実施形態では４つ）の無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４が仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４に位置するように内蔵されている。仮想正四面体６７は、ボール６６の重心Ｇと各頂点６７−１〜６７−４との距離が全てＬである仮想的な正四面体であり、この仮想正四面体６７の重心位置は上記ボール６６の重心Ｇの位置と一致している。
【０１４７】
図１９は、野球場６０に備えられた球種検出システム６００の全体概略構成を表す構成図である。
【０１４８】
図１９（ａ）において、野球場６０に備えられる球種検出システム６００は、フィールド６８外に設けられ方位角を検知可能なアンテナ６０１―１，６０１−２と、これらアンテナ６０１−１，６０１−２の中間に設けられ仰角を検知可能なアンテナ６０１−３と、これらアンテナ６０１−１，６０１−２，６０１−３及び上記スコアボード６１の球種表示部６０５とケーブル６０２等を介して接続された制御装置６０３とを有している。各アンテナ６０１−１〜６０１−３からはボール６６の無線タグ回路素子Ｔoについての検出信号が制御装置１０３へと出力される。
【０１４９】
アンテナ６０１−１，６０１−２はいわゆるフェイズドアレイ制御によりボール６６に備えられた各無線タグ回路素子Ｔoの方位角を検出するフェイズドアレイアンテナであり、Ｘ軸（後述）上における原点Ｏ（後述）を挟んでほぼ等距離の位置に設置されている。上記アンテナ６０１−１はＸ軸（正方向側）からの方位角θnを検知し、アンテナ６０１−２はＸ軸（正方向側）からの方位角Φnを検知する。また、アンテナ６０１−３は、いわゆるフェイズドアレイ制御によりボール６６に備えられた各無線タグ回路素子Ｔoの仰角Ψn（ここではＸ軸と直交するＹ軸の正方向側からの仰角）を検知する（図１９（ｂ）参照）。これらアンテナ６０１−１，６０１−２，６０１−３のフェイズドアレイ制御による角度検出手順は、前述した図９のステップＳ３１０〜ステップＳ３８０と同様である。
【０１５０】
図２０は、上記制御装置６０３の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【０１５１】
図２０において、制御装置６０３は、ＣＰＵ（中央演算装置）６２１と、例えばＲＡＭやＲＯＭ等からなるメモリ６２３と、上記球種表示部６０５に対する各種制御を行う表示制御部６２４（表示制御信号出力手段）と、アンテナ６０１−１〜６０１−３を介しボール６６に備えられた無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４のアンテナ１５１と通信制御を行うＲＦ通信制御部６４０（通信手段）とを備えている。なお、本実施形態の無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の機能構成は、前述の一実施形態において図４に示した無線タグ回路素子Ｔoの構成と同様である。
【０１５２】
上記制御装置６０３は、各アンテナ６０１−１〜６０１−３を介して検出されたボール６６の無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の検出信号に基づき、ボール６６の姿勢及び運動をそれぞれ解析する。そして、これらの解析結果に基づいて、ボール６６の球種を判定する（詳細は後述）。その後、この判定結果に応じた制御信号を表示制御部６２４から球種表示部６０５に送信し、球種表示部６０５に球種を表示させる。
【０１５３】
図２１は、制御装置６０３のＣＰＵ６２１によって行われる上記球種判定処理の制御手順を表すフローチャートである。
【０１５４】
この図２１において、制御装置６０３の電源がＯＮされると、このフローが開始される。
【０１５５】
まず、ステップＳ７１では、マウンド上のピッチャーがボール６６を投球したかどうかを判定する。具体的には、測定開始信号が入力されたかどうかを判定する。この測定開始信号は、例えば操作者がピッチャーの投球開始を見ることにより図示しないスイッチ等の操作手段を用いて入力するようにしてもよいし、適宜のセンサー等を用いて自動で投球開始を検出し、そのセンサーから入力されるようにしてもよい。ボール６６が投球され測定開始信号が入力された場合には、判定が満たされて次のステップＳ７００に移る。
【０１５６】
ステップＳ７００では、ボール６６が有する無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の座標（すなわち仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４の座標）を測定する測定処理を行う（詳細は後述）。
【０１５７】
次のステップＳ８００では、上記ステップＳ７００で測定した座標に基づいてボール６６の姿勢及び運動の解析処理を行う（詳細は後述）。
【０１５８】
次のステップＳ７２では、上記ステップＳ８００の解析結果に基づき、球種の判定を行う。判定の詳細についての説明は省略するがボール６６に発生するマグナス力の大きさや方向により球種を判定する。判定される球種の種類としては、例えばストレート、カーブ、シュート、フォーク等である。
【０１５９】
次のステップＳ７３では、上記ステップＳ７２で判定した球種に応じ、表示制御部６２４を介して球種表示部６０５に対して制御信号を出力し、球種を表示させる。なお、前述の図１７には球種をカーブと判定した場合の表示の一例を図示している。そして、ステップＳ７１に戻る。
【０１６０】
図２２は、上記ステップＳ７００の測定処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１６１】
ステップＳ７１０では、投球されたボール６６が有する無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の座標（すなわち仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４の座標）の測定を行う。以下、この詳細について説明する。
【０１６２】
前述の図１９に示すように、野球場６０のフィールド６８外のＸ軸上に、方位角検知用のアンテナ６０１−１とアンテナ６０１−２、原点Ｏ上に仰角検知用のアンテナ６０１−３を設置する。アンテナ６０１−１，６０１−２の向きは零度が同じ方向、同じ向きとなるように設置する。仰角の零度は水平方向とする。これらのアンテナ６０１−１，６０１−２，６０１−３を介してボール６６の各無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４に対し、所定のサンプリング周期（周期Ｔ２。後述のステップＳ７４０参照）ごとに問い合わせ信号を送信し、各無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４からの返答信号を解析して、各無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の位置を特定する。
【０１６３】
解析のために、座標系及び仮想正四面体６７の基準姿勢を定義する。まず、ピッチャーマウンドとホームベースを結ぶ直線上にＹ軸を取り、このＹ軸とフィールド６８の外にある原点Ｏで直交し、１塁と３塁を結ぶ直線と略平行な軸をＸ軸とする。また、原点Ｏから鉛直上方向にＺ軸をとる。これらＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸からなる座標系を座標系１とする。また、前述の図１９（ｂ）に示すように、頂点６７−１が上方向にあり、頂点６７−２，３，４で形成される三角形が水平面上にあり、頂点６７−２と頂点６７−３を結ぶ辺がＸ軸と平行な状態にある場合を仮想正四面体６７の基準姿勢とする。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸は、仮想正四面体６７を上記基準姿勢で重心Ｇが原点Ｏ上となるように置いた場合に、頂点６７−１のＺ成分が正、頂点６７−３のＸ成分が正、頂点６７−４のＹ成分が正となるように向きを定める。
【０１６４】
アンテナ６０１−１とアンテナ６０１−２の距離をＤとする（図１９（ｂ）参照）。また、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎ（ｎ＝１，２，３、４）の時刻Ｔ（ｔ）における座標をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸についてそれぞれＮｘ（ｎ，ｔ）、Ｎｙ（ｎ，ｔ）、Ｎｚ（ｎ，ｔ）と表記する。なおこのとき、ｔは負でない整数であり、Ｔ（ｔ＋１）＝Ｔ（ｔ）＋Ｔ２（Ｔ２はサンプリング周期。後述のステップＳ７４０参照）となる。また、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎについて、アンテナ６０１−１で検知した方位角をθｎ、アンテナ６０１−２で検知した方位角をΦｎ、アンテナ６０１−３で検知した仰角をΨｎと表記する（ｎ＝１，２，３、４）。
【０１６５】
次に、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの方位角と仰角をそれぞれ検出する。次式（１）を用いて、θ１及びΦ１から頂点６７−１のフィールド６８上での水平位置（Ｎｘ（１，ｔ），Ｎｙ（１，ｔ））、水平位置までの距離及びψ１から頂点６７−１の垂直位置Ｎｚ（１，ｔ）を計算する。頂点６７−２〜頂点６７−４についても同様に計算する。
【０１６６】
【数１】
【０１６７】
次のステップＳ７２０では、上記ステップＳ７１０で算出した仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標をメモリ６２３に記憶させる。
【０１６８】
次のステップＳ７３０では、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の測定を終了するかどうかを判定する。具体的には、測定終了信号が入力されたかどうかを判定する。この測定終了信号は、例えば操作者がキャッチャーの捕球を見ることにより図示しないスイッチ等の操作手段を用いて入力するようにしてもよいし、適宜のセンサー等を用いて自動でキャッチャーによる捕球を検出し、そのセンサーから入力されるようにしてもよい。ボール６６がキャッチャーにより捕球され測定終了信号が入力された場合には、本フローを終了する。一方、ボール６６が投球された後であってキャッチャーが捕球する前である場合には、判定が満たされずに次のステップＳ７４０に移る。
【０１６９】
ステップＳ７４０では、上記ステップＳ７１０及びステップＳ７２０で仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標を測定し記録した後、周期Ｔ２が経過したかどうかを判定する。この周期Ｔ２は、本実施形態の球種検出システム６００が上記した座標測定を行う周期であり、例えば１ミリ秒程度に設定されている。この場合、ボール６６が投球されてから捕球されるまでの間に１ミリ秒ごとに各頂点６７−ｎの座標がサンプリングされる。周期Ｔ２が経過していない場合には、判定が満たされずにステップＳ７３０に戻る。一方、周期Ｔ２が経過した場合には判定が満たされて先のステップＳ７１０に戻る。
【０１７０】
以上のステップＳ７１０〜ステップＳ７４０を繰り返すことにより、ボール６６が投球された後捕球されるまでの間において、周期Ｔ２ごとの仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の時系列データがメモリ６２３に記録される。
【０１７１】
図２３は、前述の図２１中ステップＳ８００の解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１７２】
まずステップＳ８１０では、上記図２２で説明した測定処理においてメモリ６２３に記録した仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標から重心Ｇの座標を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０１７３】
時刻Ｔ（ｔ）における各頂点６７−ｎの重心位置をＧ（ｔ）とする。この重心位置Ｇ（ｔ）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸座標をそれぞれ、Ｇｘ（ｔ），Ｇｙ（ｔ），Ｇｚ（ｔ）とすると、重心位置Ｇ（ｔ）は次式（２）で算出される。
【０１７４】
【数２】
【０１７５】
次のステップＳ８２０では、上記ステップＳ８１０で算出した重心位置Ｇ（ｔ）を時系列データとしてメモリ６２３に記憶させる。この重心Ｇの時系列データが座標系１上におけるボール６６の移動軌跡を表わす。
【０１７６】
次のステップＳ８３０では、後述の姿勢解析処理及び運動解析処理を行うために、重心Ｇが原点になるように座標系１を平行移動して座標変換を行う。この座標系を座標系２とする。
【０１７７】
次のステップＳ９００では、上記座標系２上で、仮想正四面体６７の基本姿勢に対する傾きを表す回転軸ベクトル及び回転角を算出する姿勢解析処理を行う（詳細は後述）。
【０１７８】
次のステップＳ８４０では、上記ステップＳ９００の姿勢解析処理により算出した回転軸及び回転角の時系列データを、メモリ６２３に記録させる。
【０１７９】
次のステップＳ１０００では、座標系２上で、仮想正四面体６７の直前の姿勢に対する回転運動を表す回転軸ベクトル、回転角及び回転角速度を算出する運動解析処理を行う（詳細は後述）。
【０１８０】
次のステップＳ８５０では、上記ステップＳ１０００の運動解析処理により算出した回転軸ベクトル、回転角及び回転角速度の時系列データを、メモリ６２３に記録させる。
【０１８１】
次のステップＳ８６０では、図２２で説明した測定処理によってメモリ６２３に記録された仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標が時系列データの全てについて重心位置、基準姿勢からの傾き、及び直前姿勢からの回転運動の算出及びメモリ６２３への記録が終了したかどうかを判定する。終了していない場合にはステップＳ８１０に戻る。終了した場合には、本フローを終了する。
【０１８２】
以上のステップＳ８１０〜ステップＳ８６０を繰り返すことにより、ボール６６の投球から捕球までの間において、周期Ｔ２ごとの仮想正四面体６７の重心位置、基準姿勢からの傾き、及び直前姿勢からの回転運動の時系列データがメモリ６２３に記録される。この時系列データにより、正四面体（すなわちボール６６）の移動と姿勢変化が追跡できるようになっている。
【０１８３】
図２４は、図２３中ステップＳ９００の姿勢解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１８４】
まずステップＳ９１０では、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の基準姿勢に対する変位を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０１８５】
上記座標系２上で、基準姿勢における頂点６７−ｎの座標をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸についてそれぞれＳｘ（ｎ），Ｓｙ（ｎ），Ｓｚ（ｎ）（ｎ＝１，２，３，４）とすると、基準姿勢における頂点６７−ｎの位置ベクトルＳ（ｎ）は次式（３）で表せる。
【０１８６】
【数３】
【０１８７】
仮想正四面体６７は、前述したようにその重心Ｇと各頂点６７−１〜６７−４との距離が全てＬであるので、上式（３）は次式（４）で表される。
【０１８８】
【数４】
【０１８９】
座標系２上で時刻Ｔ（ｔ）における頂点６７−ｎの座標をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸についてそれぞれ、Rｘ（ｎ，ｔ）、Rｙ（ｎ，ｔ）、Rｚ（ｎ，ｔ）（ｎ＝１，２，３，４）とすると、時刻Ｔ（ｔ）における頂点６７−ｎの位置ベクトルＲ（ｎ，ｔ）は次式（１０）で表せる。
【０１９０】
【数５】
【０１９１】
上記式（１０）で仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの変位を算出したら、次のステップＳ９２０に移る。
【０１９２】
ステップＳ９２０では、上記ステップＳ９１０で算出した変位に基づき、仮想正四面体６７の４つの頂点６７−１〜６７−４から変位の大きい３点を抽出する。具体的な方法を以下に説明する。
【０１９３】
まず、時刻Ｔ（ｔ）において、仮想正四面体６７の４頂点６７−１〜６７−４のうち基準姿勢からの変位の大きい３頂点を抽出する。このとき、各頂点の基準姿勢からの変位を次式（６）で算出する。
【０１９４】
【数６】
【０１９５】
上式（６）の算出結果に基づき、変位ｌs(ｎ,ｔ)が大きい順に並べた各頂点６７−ｎを６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３，６７−ｎ４と表記すると、３頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３を抽出して、次のステップＳ９３０に移る。なお、変位の大きさが同じものの順序は問わず、任意の順に決めてよい。
【０１９６】
ステップＳ９３０では、仮想正四面体６７の基準姿勢からの姿勢変化を表す回転行列を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０１９７】
仮想正四面体６７の基準姿勢から時刻Ｔ（ｔ）経過後の姿勢への姿勢変化を表す回転行列をＱとすると、回転行列は次式（７）で表せる。
【０１９８】
【数７】
【０１９９】
次に、頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３の回転行列Ｑによる回転を式に表すと次式（８）のようになる。
【０２００】
【数８】
【０２０１】
上記式（８）において、Ｓ（ｎ1，ｔ）Ｓ（ｎ２，ｔ）Ｓ（ｎ３，ｔ）は図形的特徴から線形独立であるので、逆行列が存在する。したがって、上式（８）は次式（９）となる。
【０２０２】
【数９】
【０２０３】
なお、上記Ｓ（ｎ1，ｔ）Ｓ（ｎ２，ｔ）Ｓ（ｎ３，ｔ）の逆行列は、３×３の正方行列Ａの逆行列を表す次式（１０）により求められる。
【０２０４】
【数１０】
【０２０５】
次のステップＳ９４０では、上記ステップＳ９３０において式（１４）により求めた回転行列Ｑから回転軸とこの回転軸周りの回転角を算出し、本フローを終了する。以下、この詳細について説明する。
【０２０６】
回転軸方向の単位ベクトルをＫｓ（ｔ）、この回転軸周りの回転角をθｓ（ｔ）とすると、これらは次式（１１）（１２）により算出される。
【０２０７】
【数１１】
【数１２】
【０２０８】
ただし、（ｑ32−ｑ23）2＋（ｑ13−ｑ31）2＋（ｑ21−ｑ12）2である場合、上記式（１１）（１２）の計算は行わず、仮想正四面体６７の姿勢は基準姿勢とする。この場合の基準姿勢を示す回転軸方向の単位ベクトルＫと回転角θは、下式（１３）（１４）で表される。
【０２０９】
【数１３】
【数１４】
【０２１０】
以上の式（１１）〜（１４）の算出結果により、仮想正四面体６７の基本姿勢に対する傾きが検出できる。
【０２１１】
図２５は、図２３中ステップＳ１０００の運動解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。本運動解析処理は、時刻Ｔ（ｔ0）から時刻Ｔ（ｔ1）までの姿勢変化について回転軸と回転角を以下の計算に基づいて算出し、運動の解析を行うものである。なお、ここではＴ（ｔ1）−Ｔ（ｔ0）＝Ｔ２（周期）に相当し、またｔ1＝０の場合については運動解析は行わず、静止していたものとして扱う。
【０２１２】
まずステップＳ１０１０では、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の直前の姿勢（言い換えれば１周期Ｔ２前の姿勢）に対する変位を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０２１３】
まず、二つの姿勢間での各頂点の変位を次式（１５）で算出する。
【０２１４】
【数１５】
【０２１５】
ステップＳ１０２０では、上式（１５）の算出結果に基づき、変位ｌ（ｎ，ｔ）が大きい順に並べた各頂点６７−ｎを６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３，６７−ｎ４と表記すると、３頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３を抽出して、次のステップＳ１０３０に移る。なお、変位の大きさが同じものの順序は問わず、任意の順に決めてよい。
【０２１６】
ステップＳ１０３０では、仮想正四面体６７の直前姿勢からの姿勢変化を表す回転行列を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０２１７】
時刻Ｔ（ｔ0）から時刻Ｔ（ｔ1）までの姿勢変化を表す回転行列をＰとすると、回転行列Ｐは次式（１６）で表せる。
【０２１８】
【数１６】
【０２１９】
次に、頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３の回転行列Ｑによる回転を式に表すと次式（１７）のようになる。
【０２２０】
【数１７】
【０２２１】
上記式（１７）において、Ｒ（ｎ1，ｔ0）Ｒ（ｎ2，ｔ0）Ｒ（ｎ3，ｔ0）は図形的特徴から線形独立であるので、逆行列が存在する。したがって、上式（１７）は次式（１８）となる。
【０２２２】
【数１８】
【０２２３】
次のステップＳ１０４０では、上記ステップＳ１０３０において式（１８）により求めた回転行列Ｐから回転軸とこの回転軸周りの回転角を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０２２４】
回転軸方向の単位ベクトルをＫ（ｔ1）、この回転軸周りの回転角をθ（ｔ1）とすると、これらは次式（１９）（２０）により算出される。
【０２２５】
【数１９】
【数２０】
【０２２６】
なお、（ｐ32−ｐ23）2＋（ｐ13−ｐ31）2＋（ｐ21−ｐ12）2の場合、上記式（１９）（２０）の計算は行わず、運動状態は静止状態であるとみなす。この場合の回転軸方向の単位ベクトルＫと回転角θは、次式（２１）（２２）で表される。
【０２２７】
【数２１】
【数２２】
【０２２８】
次のステップＳ１０５０では、さらに回転軸周りの回転角速度を次式（２３）を用いて算出し、本フローを終了する。
【０２２９】
【数２３】
【０２３０】
上記式（１９）〜（２３）の算出結果により、仮想正四面体６７の直前姿勢に対する運動が検出できる。
【０２３１】
以上説明した姿勢解析及び運動解析の結果に基づき、投球されたボール６６（仮想正四面体６７）の球種が判定される。
【０２３２】
図２６はこの球種の判定基準の一例を表す図である。例えば運動解析の結果、ボール６６が図２６（ａ）に示すようにボール進行方向に対して略直角かつ略水平方向の回転軸７０に対し進行方向側においてボール６６が下から上に向かって回転運動をしていることが検出された場合には、ストレートと判定する。反対に、図２６（ｂ）に示すように回転軸７０に対し進行方向側においてボール６６が上から下に向かって回転運動をしていることが検出された場合には、フォークと判定する。
【０２３３】
一方、ボール６６が図２６（ｃ）に示すように略上下方向の回転軸７１に対し上側から見て反時計回り方向に回転運動をしていることが検出された場合には、カーブと判定する。反対に、図２６（ｄ）に示すように回転軸７１に対し上側から見て時計回り方向に回転運動をしていることが検出された場合には、シュートと判定する。
【０２３４】
なお、ここではストレート、フォーク、カーブ、シュートの４種類の球種を判定するようにしたが、さらに細かい球種（スライダー、ナックル等）を判定するようにしてもよい。この場合、例えばカーブとスライダーとは回転方向はほぼ同一であるが、上記式（２３）で算出する回転角速度が所定の値より大きい場合にカーブ、小さい場合にスライダーと判定するようにすればよい。また例えば、どの方向の軸に対しても回転角速度が所定の値より小さいような場合に、ナックルと判定するようにすればよい。
【０２３５】
また、以上の球種の判定基準は右投手が投げる場合を例にとって説明したが、左投手が投げる場合には判定基準が変更されるようになっている。例えば左投手の場合には、上記図２６（ｃ）に示すカーブと図２６（ｄ）に示すシュートの判定基準が反対となる。この場合の投手の種類の入力は、例えば操作者によって行われるようにしてもよいし、適宜の検出器又は信号を用いて自動的に行うようにしてもよい。
【０２３６】
以上において、制御装置６０３のＣＰＵ６２１（詳細には図２３に示す解析処理）が、特許請求の範囲各項記載の物体の姿勢を検出する姿勢検出手段を構成するとともに、ＣＰＵ６２１（詳細には図２２に示す測定処理のステップＳ７１０の手順）が、通信手段から複数の無線タグ回路素子までの距離を検出する距離検出手段を構成する。また、ＣＰＵ６２１（詳細には図２５に示す運動解析処理）は、物品の姿勢変化を検出する運動検出手段をも構成する。また、制御装置６０３のＣＰＵ６２１とＲＦ通信制御部６４０及びアンテナ６０１−1，６０１−２，６０１−３とが、無線タグ情報読み取り装置を構成する。
【０２３７】
以上のように構成した本実施形態においては、ボール６６に備えられる複数（本実施形態では４つ）の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、姿勢解析及び運動解析を行う。これにより、遠隔にて非接触でボール６６の姿勢の変化及び回転運動の向きや角速度を識別することができ、投球されたボール６６の球種判定を自動的に正確に行うことができる。したがって、アンパイアの目視による判断に頼らざるを得なかった従来に比べ、球種判定を自動で短時間に行うことができる。
【０２３８】
また本実施形態では特に、ボール６６に対し無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４を正四面体状に位置するように設ける。このように、無線タグ回路素子Ｔoを同一平面上に位置しない４箇所にそれぞれ配置することにより、４つの無線タグ回路素子Ｔoで構成される立体図形の重心と任意の３つの無線タグ回路素子Ｔoが同一平面状に位置することがないことから、ボール６６の姿勢変化及び運動を確実に検出することができる。特に本実施形態のように、無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４を６つの各辺長さが等しい仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４に位置するように設けることにより、どのように３つの無線タグ回路素子Ｔoを選択しても同じ演算方式を用いて解析処理を行うことが可能になるので、演算処理を簡素化し、処理速度を向上することができる。さらに本実施形態では、ボール６６の重心Ｇと仮想正四面体６７の重心とを略一致させる。これによっても、解析処理を行うとこの演算処理を簡素化し、処理速度を向上する効果が得られる。
【０２３９】
また本実施形態では特に、ボール６６に設けた４つの無線タグ回路素子Ｔoのうち、基準姿勢に対する変位が最も大きい３つの無線タグ回路素子Ｔoを選択して解析を行う。これにより、座標検出誤差を要因とする無線タグ回路素子Ｔoの微小な変位を無視し、真に変位した無線タグ回路素子Ｔoのみを検出することができるので、無線タグ回路素子Ｔoの座標検出における誤差の影響を最も小さくすることができる。
【０２４０】
また本実施形態では特に、スコアボード６１に球種表示部６０５を設け、投球ごとに球種を表示する。これにより、観客は単なる球速やストライク判定等以外の情報を得ることができるため、試合をさらに楽しく観戦することができる。
【０２４１】
なお、上記本発明の他の実施形態では球種検出システムを野球に適用した例を説明したが、これに限らない。すなわち、サッカー、テニス、ソフトボール、バレーボール、ボウリング、卓球等、球体を使用する球技であれば多様なスポーツに適用可能である。
【０２４２】
また、上記実施形態では球種検出システムを野球場に設ける例を説明したが、球種検出システムの適用場所はこれに限らない。すなわち、例えばゲームセンター等の遊技場にも適用可能である。
【０２４３】
図２７は、球種検出システムをゲームセンターのピッチングシミュレーターに適用した例を説明するための図である。この図２７に示すように、本変形例のピッチングシミュレーター７２には遊技者が投じた球種と球速が表示される表示装置７３が設けられている。これにより、遊技者が投じた球が確かに意図する変化球となっていたことを表示して認定したり、投球の回転軌跡等を表示して遊技者を喜ばせること等もできる。なお、上記ピッチングシミュレーターに限らず、例えばテニスシミュレーターに適用し、トップスピン等の球種を表示するようにしてもよい。
【０２４４】
また、上記実施形態では、ボール６６の内部に正四面体６７を仮想的に配置し、その頂点位置に無線タグ回路素子Ｔoを設けるようにしたが、例えば実際に４つの無線タグ回路素子Ｔoを正四面体形状に組み立てた姿勢検出ユニットを用意しておき、この姿勢検出ユニットを各種ボール等の内部に設けることで、上記実施形態と同様の効果を得られるようにしてもよい。
【０２４５】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０２４６】
【図１】本発明の物体姿勢検出システムの一実施形態である物品姿勢検出システムを備えた配送トラックの全体構造を表す斜視図である。
【図２】配送トラックの荷物室の内部を積み下ろし口側から見た図である。
【図３】タグラベルの概略全体構造を表す荷物の側面図である。
【図４】各荷物に添付されたタグラベルに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。
【図５】各無線タグ回路素子のメモリ部に記憶されるＩＤの一例を示す図である。
【図６】制御装置の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【図７】ＲＦ通信制御部及びアンテナの詳細構成を表す機能ブロック図である。
【図８】制御装置のＣＰＵによって行われる上記姿勢判定処理の制御手順を表すフローチャートである。
【図９】ＩＤ検知処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図１０】関連ＩＤ抽出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図１１】姿勢検出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図１２】荷物に備えられる各無線タグ回路素子について各アンテナを介して検出される仰角との関係を説明するための図である。
【図１３】メモリに記憶されるＩＤ表の一例を示す図である。
【図１４】メモリに記憶されるＩＤセット表の一例を示す図である。
【図１５】整列後のＩＤセット表の一例を示す図である。
【図１６】２つの無線タグ回路素子を有する無線タグラベルを製造する無線タグ製造装置の概略構成を表す概略構成図である。
【図１７】本発明の物体姿勢検出システムの他の実施形態である球種検出システムを備えた野球場のスコアボードの概略構造を表す正面図である。
【図１８】野球場で使用されるボールの概略内部構造を説明するための図である。
【図１９】野球場に備えられた球種検出システムの全体概略構成を表す構成図である。
【図２０】制御装置の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【図２１】制御装置のＣＰＵによって行われる球種判定処理の制御手順を表すフローチャートである。
【図２２】測定処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２３】解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２４】姿勢解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２５】運動解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２６】球種の判定基準の一例を表す図である。
【図２７】球種検出システムをゲームセンターのピッチングシミュレーターに適用した変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２４７】
１ 配送トラック（移動体）
４〜７ 荷物（物体）
１０ 送信アンテナ（アンテナ素子）
１１Ａ〜１１Ｈ 受信アンテナ（アンテナ素子）
６６ ボール（物体、球体）
６７ 仮想正四面体
１００ 物品姿勢検出システム
１０１−１〜４ アンテナ（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
１０２ 警報装置（報知手段）
１２１ ＣＰＵ（姿勢検出手段、方向検出手段、配置物品情報取得手段、無線タグ情報読み取り装置）
１２４ 警報装置制御部（報知制御信号出力手段）
１４０ ＲＦ通信制御部（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
１５０ ＩＣ回路部
１５１ アンテナ
２０３Ａ〜Ｈ 位相制御ユニット（指向性制御手段）
６０１−１〜３ アンテナ（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
６０５ 球種表示部（表示手段）
６２１ ＣＰＵ（姿勢検出手段、距離検出手段、運動検出手段、無線タグ情報読み取り装置）
６２４ 表示制御部（表示制御信号出力手段）
６４０ ＲＦ通信制御部（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
Ｇ 重心
Ｔo 無線タグ回路素子
Ｔo４−１ 無線タグ回路素子（上方用無線タグ回路素子）
Ｔo４−２ 無線タグ回路素子（下方用無線タグ回路素子）
Ｔ タグラベルＴ（無線タグラベル）
Ｔ４ａ 表記部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の姿勢を検出することが可能な物体姿勢検出システム及びこれを備えた移動体並びに無線タグラベル及び無線タグ情報読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の無線タグとリーダ（読み取り装置）／ライタ（書き込み装置）との間で非接触で情報の読み取り／書き込みを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えており、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても、リーダ／ライタ側よりＩＣ回路部の無線タグ情報に対してアクセス（情報の読み取り／書き込み）が可能であり、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。
【０００３】
この無線タグを物流システムに応用した例として、例えば特許文献１に記載のものがある。この従来技術は、トラックで荷物を配送する場合において運転手が実行する荷物の積み卸しの管理に応用したものである。すなわち、トラックに積載される各荷物に無線タグ回路素子（無線ＩＣタグ）が備えられるとともに、トラックの荷物積み卸し口の周囲にリーダ（アンテナ）を設けておき、積み下ろし時に荷物が通過する際に、各荷物の無線タグ回路素子からその荷物の送り先、内容物等の荷物情報を取得し、あらかじめ物流情報センタのサーバーから取得した荷物情報と比較してチェックを行う。これにより、予定通り荷物の積み卸しがされているか否かの自動的なチェック作業を可能としている。
【特許文献１】特開２００１−１９１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、技術の進歩・向上により、大容量ハードディスク等の精密機械が物流する機会が激増している。このような精密機械は、例えば運搬中の荷崩れや積み下ろし時の不注意等により横倒しになったりすると、その衝撃で故障する可能性がある。また、陶器・ガラス等の脆性を有する品の場合、横倒しになったときの衝撃で破損する可能性がある。一方で、物流する荷物の中には、例えば冷蔵庫等、その機能上運搬時の姿勢が問題となる品もある。したがって、物流サービスには、荷物の正確な配送に加え、各荷物を正常な姿勢で運搬することが要求される。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、荷物が予定通り積み卸しされているかどうかを照合確認するだけである。このため、配送中に例えば荷物が荷崩れによって横倒しとなったりひっくり返ったりしても、その荷物の姿勢状態を検出することはできない。すなわち、荷物の正確な配送は可能であるが、荷物が正常な姿勢で運搬されているか否かをチェックすることはできない。この結果、配送中に荷物の内容物に故障や破損を生じたり機能低下を招く可能性があり、物流サービスのサービス性が低下する畏れがあった。また３次元加速度センサーを用いてハードディスクなどの落下状態などを検出することが行われているものの非常に高価でありまた電源などを必要としていた。また、荷物に対してその姿勢の検出を行うのは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、物体の姿勢を検出することができる物体姿勢検出システム及びこれを備えた移動体並びに無線タグラベル及び無線タグ情報読み取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、検出対象の物体と、この物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と、これら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本願第１発明の物体姿勢検出システムにおいては、検出対象の物体に複数の無線タグ回路素子が設けられており、通信手段がそれら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行い、その通信結果に基づき、姿勢検出手段によって当該物体の姿勢が検出される。このように遠隔にて非接触で物体の姿勢を検出することにより、物体の姿勢の良否や、姿勢の変化又は回転の向き等を識別することが可能となる。
【０００９】
第２の発明は、上記第１発明において、前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子の配置方向を検出する方向検出手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
方向検出手段で複数の無線タグ回路素子の配置方向を検出することにより、例えば、検出した複数の無線タグ回路素子の方向が、物体が通常の姿勢である場合に検出されるべき方向と大きく異なっていた場合、非接触で物体が異常姿勢であると認定することが可能となる。
【００１１】
第３の発明は、上記第２発明において、前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子までの距離を検出する距離検出手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
方向検出手段による方向検出と距離検出手段の距離検出とを併せることで無線タグ回路素子の位置検出を正確に行うことができるので、物体の姿勢検出を更に高精度に行うことができる。また、この高精度の姿勢検出を時間を追って行うことで、物体の姿勢の変化や回転の向き等を高精度に識別することができる。
【００１３】
第４の発明は、上記第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする。
【００１４】
これにより、通信範囲内に複数の物体が存在しそれら複数の物体の無線タグ回路素子から通信手段で一度に情報が読み取られた場合でも、それら多数の情報を配置物体情報を用いて容易に各物体毎に仕分けし、整理することが可能となる。
【００１５】
第５の発明は、上記第４発明において、前記姿勢検出手段は、前記通信手段による通信結果に基づき、前記配置物体情報を取得する配置物体情報取得手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
通信範囲内に複数の物体が存在しそれら複数の物体の無線タグ回路素子から通信手段で一度に情報が読み取られた場合でも、それら多数の情報を、配置物体情報取得手段で取得した配置物体情報を用いて容易に各物体毎に仕分けし、整理することができる。
【００１７】
第６の発明は、上記第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体の所定の姿勢において高さ方向位置が互いに異なるように当該物体に配置された２つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする。
【００１８】
これにより、例えば物体が上下逆に配置された場合には当該２つの無線タグ回路素子の位置関係が逆となり、姿勢の異常を確実に識別することができる。
【００１９】
第７の発明は、上記第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体のうち、同一平面上に位置しない４箇所にそれぞれ配置された４つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする。
【００２０】
これにより、検出時に仮に３つの無線タグ回路素子が同一平面上に存在したとしても、残りの１つは当該平面上に位置していないことから、当該物体の姿勢及びその変化を確実に検出することができる。
【００２１】
第８の発明は、上記第７発明において、前記４つの無線タグ回路素子のうち、比較する姿勢から最も移動量の大きい３つの無線タグ回路素子を選択して解析を行うことを特徴とする。
【００２２】
これにより、無線タグ回路素子の座標検出における誤差の影響を最も小さくすることができる。
【００２３】
第９の発明は、上記第７発明において、前記４つの無線タグ回路素子は、前記物体に仮想正四面体を配置しその４つの頂点位置に配置されていることを特徴とする。
【００２４】
６つの各辺長さが等しい正四面体形状の頂点に４つの無線タグ回路素子を配置することにより、それら無線タグ回路素子に対し適宜の座標を設定し位置検出計算を行うときの演算処理を簡素化し、処理速度を向上することが可能となる。
【００２５】
第１０の発明は、上記第９発明において、前記仮想正四面体の重心位置を、前記物体の重心位置と略一致させたことを特徴とする。
【００２６】
重心どうしを一致させることにより、物体の姿勢変化や回転等の運動を演算にて解析するとき、その解析処理を簡素化し、処理速度を向上することが可能となる。
【００２７】
第１１の発明は、上記第１乃至第１０発明のいずれかにおいて、前記物体に関し予め定めた基準姿勢と、前記姿勢検出手段で検出した前記物体の姿勢との差が所定の許容範囲を超えていた場合、その旨を報知手段で報知するための信号を出力する報知制御信号出力手段を有することを特徴とする。
【００２８】
これにより、基準姿勢から許容範囲を超えて逸脱した姿勢となった場合に、そのような異常姿勢であることを操作者に確実に認識させることができる。
【００２９】
第１２の発明は、上記第１乃至第１１発明のいずれかにおいて、前記姿勢検出手段は、異なるタイミングにおける前記姿勢検出手段の検出結果に基づき、前記物体の姿勢変化を検出する運動検出手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
運動検出手段で物体の姿勢変化を検出することにより、物体の姿勢の変化や回転の向き等を識別することができる。
【００３１】
第１３の発明は、上記第１２発明において、前記物体は、球技に使用される球体であり、前記運動検出手段は、前記球体の回転方向を検出することを特徴とする。
【００３２】
これにより、例えば、野球やソフトボールにおける投手が投じる変化球の球種や、テニスのラリーにおけるスピン方向、サッカーやバレー、ボウリング、卓球等において競技者が意図的に付与したボールの回転方向等を検出することができる。
【００３３】
第１４の発明は、上記第１３発明において、前記運動検出手段で検出した前記球体の回転方向に基づき、対応する球種情報を表示手段で表示するための信号を出力する表示制御信号出力手段を有することを特徴とする。
【００３４】
これにより、例えば従来人間の目視で行っている、野球やソフトボールの投手の投球球種判定、テニスのラリーにおけるスピン方向判定等を、人手によらずに自動でかつ高精度短時間に行うことができる。また、ゲームセンターのピッチングシミュレーターで遊技者が投じた球が確かに意図する変化球となっていたことを表示して認定したり、投球の回転軌跡等を表示して遊技者を楽しませることも可能となる。
【００３５】
上記目的を達成するために、第１５の発明は、検出対象の物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段とを有することを特徴とする。
【００３６】
本願第１５発明の無線タグ情報読み取り装置においては、姿勢検出対象の物体に複数の無線タグ回路素子が設けられており、通信手段がそれら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行い、その通信結果に基づき、姿勢検出手段によって当該物体の姿勢が検出される。このように遠隔にて非接触で物体の姿勢を検出することにより、物体の姿勢の良否や、姿勢の変化又は回転の向き等を識別することが可能となる。
【００３７】
第１６の発明は、上記第１５発明において、前記通信手段は、複数のアンテナ素子からなるアンテナと、このアンテナの指向性方向を変化させる指向性制御手段とを備えることを特徴とする。
【００３８】
指向性制御手段でアンテナの指向性方向を変化させつつ通信手段が複数の無線タグ回路素子と通信を行うことで、広範囲における管理対象物体の姿勢及び姿勢変化挙動を検出することができる。
【００３９】
第１７の発明は、上記第１６発明において、前記指向性制御手段は、前記アンテナ偏波を円偏波とすることを特徴とする。
【００４０】
円偏波を用いることにより、例えば無線タグ回路素子が設けられた物体が通常の状態から横倒しに倒れた等の場合であっても、その状態の無線タグ回路素子と確実に通信を行うことができる。
【００４１】
上記目的を達成するために、第１８の発明は、検出対象の物体の姿勢を検出するために当該物体に添付される無線タグラベルであって、情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されるアンテナとをそれぞれ備え、前記物体の通常の姿勢に対応した所定の配置で設けられた複数の無線タグ回路素子と、前記物体の前記通常の姿勢に対応した所定の表記がなされた表記部とを有することを特徴とする。
【００４２】
物体の通常の姿勢に対応した表記部が設けられていることにより、複数の無線タグ回路素子を備えた無線タグラベルを、その表記部に従って容易に正しく物体に貼り付けることができる。このようにして正しく貼り付けられた無線タグラベルに備えられた複数の無線タグ回路素子に対し通信手段が無線通信を行うことで、その通信結果に基づき物体の姿勢を検出し、物体の姿勢の良否を識別することが可能となる。
【００４３】
第１９の発明は、上記第１８発明において、前記複数の無線タグ回路素子は、前記物体の前記通常の姿勢における上方側に対応した位置に配置された上方用無線タグ回路素子と、前記物体の前記通常の姿勢における下方側に対応した位置に配置された下方用無線タグ回路素子とを含むことを特徴とする。
【００４４】
これにより、例えば物体が上下逆に配置された場合には本来上方にあるべき上方用無線タグ回路素子が下方に位置し、本来下方にあるべき下方用無線タグ回路素子が上方に位置して、２つの無線タグ回路素子の位置関係が逆となるので、姿勢の異常を確実に識別することができる。
【００４５】
第２０の発明は、上記第１８又は第１９発明において、前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする。
【００４６】
これにより、通信範囲内に複数の物体が存在し、それら複数の物体に設けた複数の無線タグラベルの無線タグ回路素子から、一度に装置側へ情報が読み取られた場合でも、それら多数の情報を配置物体情報を用いて容易に各物体毎に仕分けし、整理することが可能となる。
【００４７】
上記目的を達成するために、第２１の発明は、上記第１乃至第１４発明のいずれかの物体姿勢検出システムを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、物体の姿勢を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、例えばトラックで荷物を配送する物流サービスに本発明を適用した例である。
【００５０】
図１は、本発明の物体姿勢検出システムの一実施形態である物品姿勢検出システムを備えた配送トラックの全体構造を表す斜視図である。
【００５１】
図１において、配送トラック１（移動体）は運転室２と荷物室３とを有しており、荷物室３には物品姿勢検出システム１００が設けられている。この物品姿勢検出システム１００は、荷物室３内に積み込まれた各荷物に備えられる無線タグ回路素子Ｔoを検出するための複数（この例では４つ）のアンテナ１０１−1，１０１−２，１０１−３，１０１−４（通信手段）と、荷物が荷崩れを起こした場合等（詳細は後述）に警告音を発する警報装置１０２（報知手段）と、これらアンテナ１０１−１〜１０１−４及び警報装置１０２にケーブル１０４等を介して接続された制御装置１０３とを備えている。各アンテナ１０１−１〜１０１−４からは各荷物の無線タグ回路素子Ｔoについての検出信号が制御装置１０３へと出力される。
【００５２】
アンテナ１０１−１〜１０１−４はいわゆるフェイズドアレイ制御により各荷物に備えられた無線タグ回路素子Ｔoの仰角を検出するフェイズドアレイアンテナであり（詳細は後述）、荷物室３の積み下ろし口３Ａ（後述の図２参照）近傍の上下左右４箇所に設置されている。なお、本実施形態では４箇所に設けるようにしたが、積み下ろし口３Ａの上部分の左右２箇所にのみ設けるようにしてもよい。
【００５３】
制御装置１０３は、ＣＰＵ１２１及びＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるメモリ１２３を備えている（後述の図６参照）。この制御装置１０３は、各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出された各荷物の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、各無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び各無線タグ回路素子Ｔoの仰角をそれぞれ検出する。そして、これら無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び仰角に基づいて、その無線タグ回路素子Ｔoが備えられた荷物の姿勢が正常であるか否かを判定する（詳細は後述）。荷物の姿勢が異常であると判定した場合には、警報装置１０２に制御信号を送信し、警報装置１０２から警報を出力させる。
【００５４】
警報装置１０２は、例えばブザー等の警告音を発する装置であり、その出力される警報が運転室２、荷物室３及びその周囲に聞こえるように設置されている。なお、警告音だけに限らず、例えば警告表示を行う表示手段（液晶等）を有する警報装置を用いてもよい。
【００５５】
図２は、荷物室３の内部を積み下ろし口３Ａ側から見た図である。
【００５６】
この図２において、荷物室３には、４つの荷物４，５，６，７（物体）が積み込まれている。なお、ここでは荷物４，５，６は正常な状態で積み上げられているが、荷物７が横倒しになった例を示している。各荷物４〜７には、表面に「天地」の文字が印字されたタグラベルＴ（各荷物４，５，６，７に対応するタグラベルをそれぞれＴ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７とする）が、その天地文字が各荷物４〜７の上下方向にそれぞれ対応するように貼り付けられている。
【００５７】
図３は、タグラベルＴ（無線タグラベル）の概略全体構造を表す荷物４の側面図である。なお、ここでは荷物４に貼り付けたタグラベルＴ４を例にとって図示しているが、他の荷物に貼り付けられたタグラベルＴも同様の構造である。
【００５８】
この図３に示すように、タグラベルＴは複数（本実施形態では長手方向両端に２つ）の無線タグ回路素子Ｔo、すなわち上側に無線タグ回路素子Ｔo４−１（上方用無線タグ回路素子）、下側に無線タグ回路素子Ｔo４−２（下方用無線タグ回路素子）をそれぞれ有しており、その表面には上記したように「天地」の文字が印字された表記部Ｔ４ａが設けられている。このタグラベルＴを荷物に貼り付ける際には、荷物を正常な姿勢とした状態で「天」の字が上方向に、「地」の字が下方向となるように貼り付ける。なお、ここではタグラベルＴに「天地」の文字を印字するようにしたが、例えば「UP
DOWN」や「上下」のように上下方向の位置関係のわかる他の表現を印字してもよいし、また記号や動物の絵などを印字するようにしてもよい。さらに、印字に限らず、タグラベルＴの表記部Ｔ４ａに刻印を行ったり、写真等を貼り付けるようにしてもよい。
【００５９】
図４は、上述した各荷物４〜７に添付されたタグラベルＴ４〜Ｔ７に備えられた無線タグ回路素子Ｔoの機能的構成の一例を表すブロック図である。
【００６０】
図４において、無線タグ回路素子Ｔoは、制御装置１０３に接続されたアンテナ１００−１〜１００−４と例えばＵＨＦ帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行うアンテナ１５１(タグ側アンテナ)と、このアンテナ１５１に接続されたＩＣ回路部１５０とを有している。
【００６１】
ＩＣ回路部１５０は、アンテナ１５１により受信された搬送波を整流する整流部１５２と、この整流部１５２により整流された搬送波のエネルギを蓄積しＩＣ回路部１５０の駆動電源とするための電源部１５３と、上記アンテナ１５１により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部（後述）１５７に供給するクロック抽出部１５４と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部１５５と、上記アンテナ１５１に接続された変復調部１５６と、上記整流部１５２、クロック抽出部１５４、及び変復調部１５６等を介して無線タグ回路素子Ｔoの作動を制御するための制御部１５７とを備えている。
【００６２】
変復調部１５６は、アンテナ１５１により受信されたアンテナ１００−１〜１００−４からの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部１５７からの返信信号に基づき、アンテナ１００−１〜１００−４より受信された搬送波を反射変調する。
【００６３】
制御部１５７は、上記変復調部１５６により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部１５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部１５６により返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００６４】
図５は、各無線タグ回路素子Ｔoのメモリ部１５５に記憶されるＩＤの一例を示す図である。
【００６５】
この図５において、メモリ部１５５に記憶されたＩＤは、共通部と独立部から構成されている。共通部にはその無線タグ回路素子Ｔoを有するタグラベルＴが貼り付けられる荷物の荷物情報（例えば内容物や配送先情報等）が格納されており（ここでは３２ビットの例を図示）、同一の荷物に取り付けられる（すなわち同一のタグラベルＴに備えられる）無線タグ回路素子ＴoのＩＤの共通部は同一である。独立部には上下方向の位置関係を表す位置情報が格納されており、本実施形態では、この独立部に格納される数字が小さい方が上下位置が下側となるようになっている。後述する説明の都合上、独立部を４ビットで表現しているが、１ビットとしても良い。
【００６６】
図６は、上記制御装置１０３の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【００６７】
図６において、制御装置１０３は、ＣＰＵ（中央演算装置）１２１と、例えばＲＡＭやＲＯＭ等からなるメモリ１２３と、上記警報装置１０２に対する各種制御を行う警報装置制御部１２４（報知制御信号出力手段）と、アンテナ１０１−１〜１０１−４を介しタグラベルＴに備えられた無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１と通信制御を行うＲＦ通信制御部１４０（通信手段）とを備えている。
【００６８】
図７は、上記ＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−１〜１０１−４の詳細構成を表す機能ブロック図である。
【００６９】
図７において、アンテナ１０１−１〜１０１−４は、１つの送信アンテナ（アンテナ素子）１０と、複数（この例では８つ）の受信アンテナ（アンテナ素子）１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ（但し煩雑防止のため一部図示省略、以下同様）とから構成されている。
【００７０】
ＲＦ通信制御部１４０は、上記送信アンテナ１０及び受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈを介し上記無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０の情報(無線タグ情報)へアクセスするための送信部２１２及び受信部２１３（＝高周波回路）と、受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈにそれぞれ係わる位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈ（指向性制御手段）と、これら位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈからの出力を加算する加算器２０５とを有し、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０から読み取られた信号を処理して情報を読み出すとともに無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へアクセスするためのアクセス情報を生成する機能を含む上記ＣＰＵ１２１と接続されている。
【００７１】
位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈは、ＣＰＵ１２１からの位相制御信号を入力しこれに応じて受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈにおける受信電波信号の位相をそれぞれ可変に設定する移相器２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃ，２０６Ｄ，２０６Ｅ，２０６Ｆ，２０６Ｇ，２０６Ｈと、ＣＰＵ１２１からの信号を入力しこれに応じて移相器２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃ，２０６Ｄ，２０６Ｅ，２０６Ｆ，２０６Ｇ，２０６Ｈから入力した信号を可変に増幅し上記加算器２０５に出力する可変ゲインアンプ(増幅率可変アンプ)２０８Ａ，２０８Ｂ，２０８Ｃ，２０８Ｄ，２０８Ｅ，２０８Ｆ，２０８Ｇ，２０８Ｈとを備えている。
【００７２】
送信部２１２は、送信アンテナ１０を介し無線タグ回路素子Ｔoに対して信号を送信するものであり、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０の無線タグ情報にアクセスするための搬送波を発生させる水晶発振回路２１５、ＰＬＬ（Phase
Locked Loop）２１３、及びＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２１４と、上記ＣＰＵ１２１から供給される信号に基づいて上記搬送波発生部により発生させられた搬送波を変調（この例ではＣＰＵ１２１からの「ＴＸ＿ＡＳＫ」信号に基づく振幅変調）する送信乗算回路２１６（但し「ＴＸ＿ＡＳＫ信号」の場合は増幅率可変アンプ等を用いてもよい）と、その送信乗算回路２１６により変調された変調波を増幅（この例ではＣＰＵ１２１からの「ＴＸ＿ＰＷＲ」信号によって増幅率を決定される増幅）する送信アンプ２１７とを備えている。そして、上記搬送波発生部により発生される搬送波は、好適には周波数３００ＭＨｚ以上とされ、望ましくは９００ＭＨｚ近傍あるいは２．４５ＧＨｚ近傍とされ、上記送信アンプ２１７の出力は、送信アンテナ１０に伝達されて無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０に供給される。
【００７３】
受信部２１３は、受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈで受信され上記位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈを経て加算器２０５で合算された無線タグ回路素子Ｔoからの反射波と上記搬送波発生部により発生させられた搬送波とを掛け合わせる受信第１乗算回路２１８と、その受信第１乗算回路２１８の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第１バンドパスフィルタ２１９と、この第１バンドパスフィルタ２１９の出力を増幅する受信第１アンプ２２１と、この受信第１アンプ２２１の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第１リミッタ２２０と、上記受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈで受信され上記位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈを経て加算器２０５で合算された無線タグ回路素子Ｔoからの反射波と上記搬送波発生部により発生された後に位相を９０°遅らせた搬送波とを掛け合わせる受信第２乗算回路２２２と、その受信第２乗算回路２２２の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第２バンドパスフィルタ２２３と、この第２バンドパスフィルタ２２３の出力を増幅する受信第２アンプ２２５と、この受信第２アンプ２２５の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第２リミッタ２２４とを備えている。そして、上記第１リミッタ２２０から出力される信号「ＲＸＳ−Ｉ」及び第２リミッタ２２４から出力される信号「ＲＸＳ−Ｑ」は、上記ＣＰＵ１２１に入力されて処理される。
【００７４】
また、受信第１アンプ２２１及び受信第２アンプ２２５の出力は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator)回路２２６にも入力され、それらの信号の強度を示す信号「ＲＳＳＩ」がＣＰＵ１２１に入力される。このようにして、本実施形態の制御装置１０３のＲＦ通信制御部１４０では、Ｉ−Ｑ直交復調によって無線タグ回路素子Ｔoからの反射波の復調が行われる。
【００７５】
ＣＰＵ１２１は、いわゆるマイクロコンピュータであり、詳細な図示を省略するが、上記メモリ１２３の一時記憶機能を利用しつつ予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。このＣＰＵ１２１は、上述した高周波回路受信部２１３からの受信信号等を入力した後所定の演算処理を行い、上述した高周波回路送信部２１２への増幅制御信号及び変調制御信号、位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈへの位相制御信号等を出力する。
【００７６】
以上のような構成である本実施形態の物品姿勢検出システム１００では、制御装置１０３（正確にはＣＰＵ１２１）が、各アンテナ１０１−１〜１０１−４から入力された各荷物の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、各無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び各無線タグ回路素子Ｔoの仰角をそれぞれ検出し、これら無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び仰角に基づいてその無線タグ回路素子Ｔoが備えられた荷物の姿勢が正常であるか否かを判定する姿勢判定制御を行う。
【００７７】
図８は、制御装置１０３のＣＰＵ１２１によって行われる上記姿勢判定制御の制御手順を表すフローチャートである。
【００７８】
この図８において、制御装置１０３の電源がＯＮされると、このフローが開始される。
【００７９】
まず、ステップＳ５１において、制御装置１０３の電源がＯＮとなった後（又は前回の周期Ｔ１経過時の後）周期Ｔ１が経過したかどうかを判定する。この周期Ｔ１は、本実施形態の物品姿勢検出システム１００が姿勢判定を行う処理周期であり、例えば１０〜３０秒程度に設定されている。周期Ｔ１が経過した場合には判定が満たされて次のステップＳ３００に移る。
【００８０】
ステップＳ３００では、荷物室３内に積み込まれた全荷物（本実施形態では荷物４〜７）に貼り付けられたタグラベルＴ（Ｔ４〜Ｔ７）の各無線タグ回路素子Ｔo（Ｔo−１，Ｔo−２）のＩＤを検知するＩＤ検知処理を行う（詳細は後述）。なお、このＩＤ検知処理は、各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介してそれぞれ独立に行われる。
【００８１】
次のステップＳ４００では、上記ステップＳ３００で検知した各無線タグ回路素子ＴoのＩＤの中から同一の荷物（同一のタグラベルＴ）に備えられている無線タグ回路素子Ｔo同士のＩＤを抽出する関連ＩＤ抽出処理を行う（詳細は後述）。なお、この関連ＩＤ抽出処理も、上記ＩＤ検知処理で各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して検知されたＩＤごとにそれぞれ行われる。
【００８２】
次のステップＳ５００では、上記ステップＳ４００で抽出した関連ＩＤに係る無線タグ回路素子Ｔoが備えられた物体の姿勢を検出し、その姿勢が正常であるか否かを判定する姿勢検出処理を行う（詳細は後述）。なお、この姿勢検出処理も、各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して検知し抽出された関連ＩＤごとにそれぞれ行われる。
【００８３】
次のステップＳ５２では、上記ステップＳ５００で荷物の姿勢が異常であると判定したかどうかを判定する。全アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して正常姿勢が検出された場合（言い換えれば、各アンテナ１０１−1〜１０１−４を介して検知し抽出した関連ＩＤの全てについて姿勢が正常であると判定された場合）には、判定が満たされずにステップＳ５１に戻る。一方、各アンテナ１０１−1〜１０１−４のうち１つでも異常姿勢を検出している場合（言い換えれば、各アンテナ１０１−1〜１０１−４のうち少なくとも１つのアンテナを介して検知し抽出した関連ＩＤについて姿勢が異常であると判定された場合）には、判定が満たされて次のステップＳ５３に移る。
【００８４】
ステップＳ５３では、警報装置制御部１２４を介して警報装置１０２に対して制御信号を出力し、警報装置１０２から警報を発生させる。この警報装置１０２の警報は、前述したように運転室２、荷物室３及びその周囲に聞こえるようになっており、例えば運転中に荷物が倒れた場合でも運転手にその旨の注意を促すことができ、また例えば荷物の積み下ろし作業中に荷物が倒れた場合にも積み下ろし作業を行う作業者にその旨の注意を促すことができるようになっている。その後、ステップＳ５１に戻る。
【００８５】
図９は、上記ステップＳ３００のＩＤ検知処理の詳細手順を表すフローチャートである。このＩＤ検知処理では、各アンテナ１０１−１〜１０１−４の受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈのメインローブの方向（＝受信指向性の方向）を単一方向に保持しつつその方向を変化させるいわゆるフェイズドアレイ制御を行う。その際、ある基準位置(本実施形態ではアンテナ１０１−１〜１０１−４から見て略水平方向を０°)からのメインローブ方向の角度(以下適宜、メインローブ方向角という)をθとして、このメインローブ方向角θを所定刻みθSTEPごとに変化させることとなる。
【００８６】
ステップＳ３１０では、上記フェイズドアレイ制御開始にあたり、そのメインローブ方向を示すメインローブ方向角θの初期値をθａに設定する。本実施形態では、上記したようにθａ＝０°（略水平方向）である。
【００８７】
次のステップＳ３２０では、メインローブ方向角θの値に応じ、受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈに係る位相を決定し、これに対応した位相制御信号を位相制御ユニット２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈに出力する。
【００８８】
具体的には、一般に、受信電波の隣接するアンテナ素子間での受信信号の位相差は、隣接する受信アンテナ素子の間隔をｄ、受信電波の波長をλ、メインローブ方向角をθとして（２・π・ｄ・cosθ）／λで表されることから、対応する位相差が位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈにそれぞれ与えられる。
【００８９】
その後、ステップＳ３３０で、上記のように受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈの位相を設定した(言いかえればメインローブ方向角θを設定した)条件のもと、送信アンテナ１０より無線タグ回路素子Ｔoに対し問い合わせ信号を出力させる。詳細には、「ＴＸ＿ＡＳＫ」信号を生成して送信乗算回路２１６に出力し、送信乗算回路２１６で対応する上記振幅変調が行われアクセス情報としての問い合わせ信号となる。この問い合わせ信号としては、例えば「Scroll
ALL ID」信号や階層的に複数回送信を行う「PING」信号等を用いる。一方、ＣＰＵ１２１は「ＴＸ＿ＰＷＲ」信号を生成して送信アンプ２１７に出力し、送信アンプ２１７でその「ＴＸ＿ＰＷＲ」信号に基づく増幅率で信号増幅が行われ、最終的に送信アンテナ１０を介し送信され、各荷物に貼り付けられたタグラベルＴの無線タグ回路素子Ｔoからの返信を促す。
【００９０】
次のステップＳ３４０では、上記問い合わせ信号に対応して各荷物のタグラベルＴの無線タグ回路素子Ｔoから送信された返答信号（＝リプライ信号；タグ識別ＩＤ情報等の無線タグ情報）を受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈより受信し、位相制御ユニット２０３Ａ〜２０３Ｈでその位相を制御し、加算器２０５及び受信部２１３を介し取り込む。このときのＲＳＳＩ回路２２６からの受信信号強度信号「ＲＳＳＩ」が入力され、その値が次のステップＳ３５０でメモリ１２３に記憶される。
【００９１】
そしてステップＳ３６０で、θが、予めメインローブ方向角θを順次変化させるときの最終値として設定されたθEND(例えばアンテナ１０１−１，１０１−２では−９０°、アンテナ１０１−３，１０１−４では９０°等)に等しくなったかどうかを判定する。最初はθ＝θａであるから判定が満たされず、ステップＳ３６５で予め定められたθSTEP（例えばアンテナ１０１−１，１０１−２ではθSTEP＝−５°、アンテナ１０１−３，１０１−４ではθSTEP＝５°）だけ加え、ステップＳ３２０に戻り、同様の手順を繰り返す。
【００９２】
こうしてステップＳ３２０〜ステップＳ３６５を繰り返してθの値にθSTEPを小刻みに加え、全受信アンテナ１１Ａ〜１１Ｈによって生じるメインローブ（指向性）の方向を単一方向に保持しつつそのメインローブ方向角θを徐々に変化させながら、信号送信及び受信を繰り返しその都度受信信号を記憶していく。そしてθ＝θENDになったらステップＳ３６０の判定が満たされ、ステップＳ３７０に移る。
【００９３】
ステップＳ３７０では、上記ステップＳ３４０で返答信号を受信した全無線タグ回路素子Ｔoについて、そのタグ識別ＩＤ情報を例えばＩＤ表としてメモリ１２３に記憶させる（後述の図１３参照）。
【００９４】
ステップＳ３８０では、上記ステップＳ３２０〜ステップＳ３６５の繰り返しの間にステップＳ３５０で記憶した信号強度に基づき、上記ステップＳ３７０で記憶した各タグＩＤについて、その無線タグ回路素子Ｔoの存在する指向性方向（各アンテナ１０１−１〜１０１−４から見た仰角）θTを決定する（例えば最も信号強度が大きかったメインローブ方向角方向とする）。
【００９５】
次のステップＳ３９０では、上記ステップＳ３８０で決定した各無線タグ回路素子Ｔoの仰角θTを、上記ステップＳ３７０で記憶した各タグＩＤに対応させて例えばＩＤ表としてメモリ１２３に記憶させ（後述の図１３参照）、このフローを終了する。
【００９６】
なお、各アンテナ１０１−１〜１０１−４から出力される問い合わせ信号は、その水平方向（言い換えれば荷物室３の奥行き方向）にある程度の広がりをもって出力されるため、本実施形態のようにメインローブ方向角θを上下方向のみ変化させるようにしても、荷物室３内をほぼ全部スキャンできるようになっている。但し、より確実に荷物室３内をスキャンできるように、例えばメインローブ方向角θを水平方向（荷物室３の奥行き方向）についても変化させるようにしてもよい。また、本実施形態ではアンテナ１０１−１〜１０１−４を荷物室３の積み下ろし口３Ａ近傍にのみ設けるようにしたが、例えば荷物室３の奥行き方向に複数列に設けるようにしてもよい。
【００９７】
図１０は、上記図８のステップＳ４００の関連ＩＤ抽出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【００９８】
まずステップＳ４０５では、上記図９で説明したＩＤ検知処理のステップＳ３７０及びステップＳ３９０でメモリ１２３に記憶されたＩＤ表にタグＩＤと仰角が書き込まれているかどうか、すなわち、ＩＤ検知処理によって無線タグ回路素子Ｔoが検知されたかどうかを判定する。ＩＤ検知処理により無線タグ回路素子Ｔoが検知されず、ＩＤ表が空であれば、判定が満たされて本フローを終了する。一方、ＩＤ検知処理により無線タグ回路素子Ｔoが検知され、ＩＤ表が空でなければ、判定が満たされずにステップＳ４１０に移る。
【００９９】
ステップＳ４１０では、ＩＤ表に書き込まれたタグＩＤのうち１つのＩＤ（例えば先頭行のＩＤ。以下「ＩＤ１」と記載）を取得する。
【０１００】
次のステップＳ４１５では、上記ステップＳ４１０で取得したＩＤ１の共通部（図５参照。以下「Ｃ１」と記載）を取得する。
【０１０１】
次のステップＳ４２０では、ＩＤ表に書き込まれたタグＩＤのうちの次のＩＤ（例えばＩＤ１の次の行のＩＤ。以下「ＩＤ２」と記載）を取得する。
【０１０２】
次のステップＳ４２５では、上記ステップＳ４２０で取得したＩＤ２の共通部（以下「Ｃ２」と記載）を取得する。
【０１０３】
次のステップＳ４３０では、上記取得したＩＤ１の共通部Ｃ１とＩＤ２の共通部Ｃ２とが一致するかどうかを判定する。一致する場合には判定が満たされて次のステップＳ４３５に移る。
【０１０４】
ステップＳ４３５では、共通部Ｃ１と一致する共通部Ｃ２を有するＩＤ２を一時的にメモリ１２３に記憶させる。そして次のステップＳ４４０に移る。なお、上記のステップＳ４３０で共通部Ｃ１と共通部Ｃ２とが一致せずに判定が満たされない場合には、直接次のステップＳ４４０に移る。
【０１０５】
ステップＳ４４０では、ＩＤ表に書き込まれた全タグＩＤについて取得したかどうかを判定する。全タグＩＤを取得していない場合には判定が満たされずに先のステップＳ４２０に移る。このステップＳ４２０〜ステップＳ４４０を繰り返すことにより、ＩＤ１の共通部Ｃ１と、ＩＤ１以外のＩＤ表に書き込まれた全ＩＤの共通部とが一致するかどうかをそれぞれ比較し、一致するＩＤを全てメモリ１２３に記憶させることになる。全タグＩＤを取得した場合には、判定が満たされて次のステップＳ４４５に移る。
【０１０６】
ステップＳ４４５では、上記ステップＳ４３５でＩＤ２がメモリ１２３に一時記憶されているかどうかを判定する。記憶されている場合には、判定が満たされて次のステップＳ４５０に移る。
【０１０７】
ステップＳ４５０では、ＩＤ１と全ＩＤ２とを例えばＩＤセット表としてメモリ１２３に記憶させる（後述の図１４参照）。
【０１０８】
次のステップＳ４５５では、上記ステップＳ４３５で一時記憶された全ＩＤ２をＩＤ表から削除し、次のステップＳ４６０に移る。なお、先のステップＳ４４５において、ＩＤ２がメモリ１２３に一時記憶されていない場合には判定が満たされずに次のステップＳ４６０に直接移る。なお、ＩＤ２が一時記憶されていない場合とは、例えば荷物に貼り付けられたタグラベルＴが有する２つの無線タグ回路素子Ｔo−１，Ｔo−２のうち何らかの理由により一方しか検知できなかった場合などである。このような場合には、その荷物の姿勢検出をすることが不可能であるので、直接下記のステップＳ４６０に移り、そのタグＩＤ１をＩＤ表から削除する。
【０１０９】
ステップＳ４６０では、ＩＤ１をＩＤ表から削除し、ステップＳ４０５に戻る。
【０１１０】
以上のように、関連ＩＤ抽出処理ではステップＳ４０５〜ステップＳ４６０をＩＤ表が空となるまで繰り返す。これによって、共通部が一致するタグＩＤ、すなわち同一の荷物（タグラベルＴ）に備えられた無線タグ回路素子ＴoのＩＤが抽出される。
【０１１１】
図１１は、上記図８のステップＳ５００の姿勢検出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１１２】
まずステップＳ５１０では、上記関連ＩＤ検出処理のステップＳ４５０でメモリ１２３にＩＤセット表が記憶されたかどうかを判定する。ＩＤセット表が記憶されていなければ姿勢検出できないので、判定が満たされずに本フローを終了する。一方、メモリ１２３にＩＤセット表が記憶されている場合には、判定が満たされて次のステップＳ５２０に移る。
【０１１３】
ステップＳ５２０では、ＩＤセット表内に書き込まれた複数（本実施形態では２つ）のＩＤの独立部を取得する。
【０１１４】
次のステップＳ５３０では、上記ステップＳ５２０で取得した２つのＩＤの独立部を用いて、ＩＤを昇順（独立部の数字が小さい順）に整列する。
【０１１５】
次のステップＳ５４０では、上記ステップＳ５３０で独立部を用いて昇順に整列した２つのＩＤの仰角をその順番に取得する。
【０１１６】
次のステップＳ５５０では、上記ステップＳ５４０で取得した仰角が、小さい順に並んでいるかどうかを判定する。小さい順に並んでいる場合（本実施形態では両仰角が等しい場合を含む）には、判定が満たされてステップＳ５６０に移り、これらのＩＤに係る無線タグ回路素子Ｔoを備えた荷物の姿勢が正常であると判定して本フローを終了する。一方、仰角が小さい順に並んでいない場合には、判定が満たされずにステップＳ５７０に移り、荷物の姿勢が異常であると判定して本フローを終了する。
【０１１７】
なお、本実施形態では、上記ステップＳ５４０で取得した仰角が同一である場合には正常と判定するようにしたが、これに限らず、例えばθSTEPが十分に小さく仰角の検出精度が細かい場合には、仰角が同一である場合を異常と判定するようにしてもよい。また、本実施形態では、仰角の順番のみで姿勢を判定するようにしたが、例えば正常時の仰角との差を算出し、その仰角の差が予め定めた許容範囲を超えた場合に異常と判定するようにしてもよい。このようにすることで、より正確に姿勢の異常を判定することができ、かつ仰角の検出誤差等の影響を低減することができる。
【０１１８】
図１２〜図１５は、以上説明してきた本実施形態の物品姿勢検出システム１００により行われる荷物の姿勢判定処理を説明するための図であり、図１２は荷物４，７に備えられる各無線タグ回路素子Ｔoについて各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出される仰角θ1〜θ4との関係を説明するための図、図１３はメモリ１２３に記憶されるＩＤ表の一例を示す図、図１４はメモリ１２３に記憶されるＩＤセット表の一例を示す図、図１５は整列後のＩＤセット表の一例を示す図である。
【０１１９】
図１２（ａ）において、θ1〜θ4は、荷物４のタグラベルＴ４の無線タグ回路素子Ｔo４−１，Ｔo４−２のそれぞれについて各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出される仰角である。同様に、図１２（ｂ）において、θ1〜θ4は、荷物７のタグラベルＴ７の無線タグ回路素子Ｔo７−１，Ｔo７−２のそれぞれについて各アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して検出される仰角である。なお、以下では説明を容易とするために、荷物室３内に正常な姿勢の荷物４と横倒しとなった荷物７のみがある場合に関して説明する。
【０１２０】
図１３に示すように、ここではＩＤ検知処理により荷物室３内の荷物４，７の無線タグ回路素子Ｔo４−１，Ｔo４−２，Ｔo７−１，Ｔo７−２のＩＤと仰角がそれぞれ検出され、ＩＤ表に書き込まれている（図９のステップＳ３７０，Ｓ３９０参照）。なお、実際にはＩＤと仰角のみが書き込まれるが、ここでは分かり易くするために対応するタグを左端に示している。各タグのＩＤは、前述したように荷物情報を有する共通部と上下方向の位置情報を有する独立部とを有している。
【０１２１】
上記図１３のＩＤ表から、前述した関連ＩＤ抽出処理（図１０参照）によって同一のＩＤ共通部を有するものが抽出される。図１４（ａ）は、このうちＩＤ共通部が「0x1234567」であるものが抽出された場合であり、荷物４（タグラベルＴ４）に係るＩＤセット表１を示している。また図１４（ｂ）は、ＩＤ共通部が「0x9876543」であるものが抽出された場合であり、荷物７（タグラベルＴ７）に係るＩＤセット表２を示している（図１０のステップＳ４５０参照）。
【０１２２】
次に、上記図１４のＩＤセット表１，２のそれぞれについて、前述した姿勢検出処理（図１１参照）によってＩＤ独立部を用いて昇順に並べ替えられる。図１５（ａ）は荷物４に係るＩＤセット表１について並べ替えを行ったものであるが、もともとＩＤ独立部の昇順に並んでいるため、順番は変わっていない。図１５（ｂ）は荷物７に係るＩＤセット表２について並べ替えを行ったものであり、整列前と比べＩＤの順番が反対になっている。
【０１２３】
この状態で、荷物４，７について姿勢判定が行われる（図１１のステップＳ５４０〜ステップＳ５７０）。すなわち、前述したように、各タグラベルＴにはＩＤの独立部に格納される数字が小さい方の無線タグ回路素子Ｔoが上下方向位置が下となるように設けられているため、整列後のＩＤセット表１，２においては、全仰角θ1〜θ4について上側の仰角が下側の仰角より小さくなっている必要がある。図１５（ａ）に示すＩＤセット表１（整列後）では、全仰角θ1〜θ4について上側の仰角が下側の仰角より小さくなっているので、ＩＤセット表１に係る荷物４の姿勢は正常であると判定される。一方、図１５（ｂ）に示すＩＤセット表２（整列後）では、仰角θ2については上側の仰角が下側の仰角より大きくなっているので、ＩＤセット表１に係る荷物７の姿勢は異常であると判定される。このようにして、横倒しとなった荷物７の姿勢異常が検出され、警報装置１０２により運転手等に報知される。
【０１２４】
以上において、制御装置１０３のＣＰＵ１２１（詳細には図８に示す関連ＩＤ抽出処理及び姿勢検出処理）が、特許請求の範囲各項記載の物体の姿勢を検出する姿勢検出手段を構成するとともに、ＣＰＵ１２１（詳細には図９に示すＩＤ検知処理のステップＳ３１０〜ステップＳ３８０の手順）が無線タグ回路素子の配置方向を検出する方向検出手段を構成する。また、制御装置１０３のＣＰＵ１２１とＲＦ通信制御部１４０及びアンテナ１０１−1，１０１−２，１０１−３，１０１−４とが、無線タグ情報読み取り装置を構成する。また、各無線タグ回路素子Ｔoのメモリ部１５５に記憶されるＩＤの共通部は、共通の物体に配置されたことを表す配置物品情報に相当し、ＣＰＵ１２１（詳細には図１０に示す関連ＩＤ抽出処理のステップＳ４４０の手順）が、配置物品情報を取得する配置物品情報取得手段を構成する。
【０１２５】
また、アンテナ１０１−1，１０１−２，１０１−３，１０１−４及びＲＦ通信制御部１４０と、ＣＰＵ１２１（詳細には図８に示す関連ＩＤ抽出処理及び姿勢検出処理）とが、請求項１５記載の無線タグ情報読み取り装置を構成する。
【０１２６】
以上のように構成した本実施形態においては、各荷物に備えられる複数（本実施形態では２つ）の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、それら無線タグ回路素子Ｔoが備えられた荷物の姿勢が正常であるか否かを検出する。これにより、遠隔にて非接触で荷物の姿勢を検出し、荷物の姿勢の良否を識別することができる。その結果、配送中に荷物が荷崩れによって横倒しとなったりひっくり返ったりしても、その荷物の姿勢状態を即座に検出でき、運転手がすぐにトラックを停車させて荷物の姿勢を正すことができる。また、荷物の積み下ろし作業中に作業者の不注意等によって荷物が倒れたような場合にも、その荷物の姿勢状態を即座に検出でき、作業者はすぐに荷物の姿勢を正すことができる。以上から、配送中又は荷物の積み下ろし作業中等に荷物が異常姿勢となり内容物に故障や破損を生じたり機能低下を招くおそれを低減することができる。
【０１２７】
また本実施形態では特に、各無線タグ回路素子Ｔoの仰角をそれぞれ検出し、この仰角に基づいて荷物の姿勢が正常であるか否かを判定する。これにより、仰角が大きい順（又は小さい順）となるように各無線タグ回路素子Ｔoの情報を整列し、その上で各無線タグ回路素子Ｔoの仰角が大きい順（又は小さい順）となっているかどうかを判定するのみで、荷物の姿勢の良否を判定することができる。これにより、荷物が正常な姿勢である場合の仰角の値との差異を算出してその差異が所定の基準値より大きいかどうかを判定することによって荷物の姿勢を判定するような場合に比べ、荷物の姿勢判定の手順を単純化することができ、演算を複雑にすることなく容易に姿勢判定を行うことができる。
【０１２８】
また本実施形態では特に、無線タグ回路素子Ｔoのメモリ部１５５に書き込まれたＩＤ情報に配置物品情報としての共通部を含めるようにし、通信時にこれを読み込む。これにより、本実施形態のように通信範囲内（すなわち荷物室３内）に複数の荷物が存在する場合でも、それら複数の荷物の無線タグ回路素子ＴoのＩＤ及び仰角を一度に読み取り、その後ＩＤ共通部を用いて各荷物ごとのＩＤの抽出処理を行うことによって、それら多数の情報を容易に各荷物毎に仕分けし、整理することができる。
【０１２９】
また本実施形態では特に、両端２箇所に無線タグ回路素子Ｔoを有するタグラベルＴを荷物の上下方向に対応させて貼り付けることにより、各荷物に対し無線タグ回路素子Ｔoを高さ方向位置が互いに異なるように設ける。これにより、荷物が横倒しとなった場合には当該２つの無線タグ回路素子Ｔoの位置関係が同一となり、また荷物が上下逆に配置された場合には当該２つの無線タグ回路素子Ｔoの位置関係が逆となるため、姿勢異常を確実に識別することができる。
【０１３０】
また本実施形態では特に、荷物の姿勢が異常であると判定した場合に、その旨を警報装置１０２で報知する。これにより、荷物が異常姿勢となったことを運転手等に確実に報知することができる。さらに、警報装置１０２はその警報が運転室２、荷物室３及びその周囲に聞こえるように設けられている。これにより、配送トラック１の運転中に荷崩れ等により荷物が倒れた場合であっても運転手に確実に報知することができ、また荷物室３の荷物の積み下ろし作業中に作業者の不注意等により荷物が倒れたような場合であっても作業者に確実に報知することができる。
【０１３１】
また本実施形態では特に、各荷物に備えられる無線タグ回路素子Ｔoと無線通信をするためのアンテナを上下左右に複数（本実施形態では４つ）設ける。これにより、単一のアンテナによっては検出しにくい荷物の姿勢の変化であっても、確実に検出することができる。
【０１３２】
また本実施形態では特に、タグラベルＴに複数（本実施形態では２つ）の無線タグ回路素子Ｔoを設け、そのタグラベルＴを荷物に貼り付けることによって、各荷物に姿勢を検出するための複数の無線タグ回路素子Ｔoを設けるようにする。これにより、各荷物自体に複数の無線タグ回路素子Ｔoを設けるような場合に比べ、容易且つ手軽に各荷物に複数の無線タグ回路素子Ｔoを設けることができる。さらに、アンテナの設置状況や荷物の積み上げ状況等に応じ、読み取りやすい位置にタグラベルＴを貼るといったことが可能である。
【０１３３】
また本実施形態では特に、タグラベルＴの表面に、このタグラベルＴが貼り付けられる荷物の通常の姿勢に対応した表記（本実施形態では「天地」）がなされた表記部Ｔａを設ける。これにより、タグラベルＴを、その表記部Ｔａに従って容易に正しい方向に荷物に対して貼り付けることができる。このようにタグラベルＴを正しい方向に貼り付けることで、タグラベルＴが有する複数の無線タグ回路素子Ｔoの位置関係も正しくなり、その結果、荷物の姿勢を精度よく検出することができる。
【０１３４】
なお、上記実施形態では特にアンテナの偏波面方向について触れなかったが、アンテナ１０１―１，２，３，４の偏波面方向と無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１の偏波面方向との対応関係によっては、荷物が倒れたときに通信しにくくなる可能性がある。このような事態に備え、アンテナ１０１―１，２，３，４として偏波方向が円偏波であるアンテナを用いるようにしてもよい。これにより、荷物が倒れたときにもより確実に通信を行うことができる。
【０１３５】
また、反対にアンテナ１０１―１，２，３，４の偏波面方向を一定の方向に特定しておき、この偏波面の性質を利用して荷物の姿勢を検出するようにしてもよい。すなわち、例えばアンテナの偏波面方向を正常姿勢時の荷物の無線タグ回路素子Ｔoのアンテナの偏波面方向に対応させておき、無線タグ回路素子Ｔoを検出できなくなった場合に荷物の姿勢が異常となったと判定するようにしてもよいし、例えばアンテナの偏波面方向を異常姿勢時（例えば横倒し時）の荷物の無線タグ回路素子Ｔoのアンテナの偏波面方向に対応させておき、無線タグ回路素子Ｔoを検出した場合に荷物の姿勢が異常となったと判定するようにしてもよい。
【０１３６】
また、上記実施形態では、配送トラック１に物品姿勢検出システム１００以外の無線通信システムを設けなかったが、例えば配送センタのサーバとＭＣＡ通信等により無線通信を行う無線通信システムをさらに設けておき、配送中の荷物の荷物情報（内容物、配送先情報等）を送信・受信したり、物品姿勢検出システム１００で検出した荷物の姿勢情報を配送センターのサーバに送信したりするようにしてもよい。
【０１３７】
また、上記実施形態では、物体姿勢検出システムを配送トラックに適用した例を説明したが、これに限らない。すなわち、トラック以外にも、例えばトレーラー、乗用車、バイク、フォークリフト等、荷物の運搬に用いられる自動車全般に用いることが可能である。また自動車に限らず、例えば（動力を有しない）台車、列車、航空機、船舶、さらにはベルトコンベア、運搬ロボット等、荷物の運搬に用いられる移動体全般に対して適用可能である。さらに、例えばクレーン等の荷物を吊り下げる機械に適用し、荷物が正しい姿勢で吊り下げられているかどうかを検出するのも効果的である。
【０１３８】
なお、上記実施形態では前述したように２つの無線タグ回路素子Ｔoを有するタグラベルＴを用いているが、この無線タグラベルＴを製造する無線タグ製造装置３００としては、例えば図１６に示す装置が用いられる。
【０１３９】
図１６において、このタグラベル作成装置３００（無線タグ情報書き込み装置）は、所定間隔で無線タグ回路素子Ｔoが備えられたタグテープ３０３を巻回したタグテープロール３０４と、このタグテープロール３０４から繰り出されたタグテープ３０３のうち各無線タグ回路素子Ｔoに対応した領域に所定の印字を行う印字ヘッド３０５と、無線タグ回路素子Ｔoとの間で無線通信により情報の送受信を行うアンテナ３０６（書き込み装置側アンテナ）と、高周波回路３０１及び制御回路３０２と、タグテープ３０３への印字（ここでは「天地」）及び無線タグ回路素子Ｔoへの上記情報書き込みが終了したタグテープ３０３を所定の長さに（ここでは無線タグ回路素子Ｔoがラベル両端に位置するように）切断して上記無線タグラベルＴとするカッタ３０７とを有する。
【０１４０】
高周波回路３０１及び制御回路３０２は、詳細な説明を省略するが、上記制御装置１０３のＲＦ通信制御部１４０の送受信部２１２，２１３及びＣＰＵ１２１とほぼ同等の機能を備えるものであり、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へのアクセス情報（前述したような位置情報や荷物情報等）を生成し、装置側アンテナ３０６を介して無線タグ回路素子Ｔoへ送信し、無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へ情報書き込みを行う。また制御回路３０２は有線又は無線の通信回線（ネットワーク）を介して他のコンピュータ、サーバ、端末等と接続されており、それらと情報の送受が可能となっている。
【０１４１】
次に、本発明の他の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、例えば野球等の球技に用いられる球体（ボール）の回転方向の検出に本発明を適用した例である。
【０１４２】
図１７は、本発明の物体姿勢検出システムの他の実施形態である球種検出システムを備えた野球場のスコアボードの概略構造を表す正面図である。
【０１４３】
図１７において、野球場６０（後述の図１９（ａ）参照）に備えられるスコアボード６１は、チーム名及び各回のスコアが表示されるスコア表示部６２と、ストライク・ボール・アウト数やヒット・エラー等の判定表示を行う判定表示部６３と、球速（ｋｍ／ｈ）の表示を行う球速表示部６４と、ストレート・カーブ・シュート等の球種の表示を行う球種表示部６０５（表示手段）とを有している。
【０１４４】
本実施形態の最大の特徴は、球種検出システム６００（物体姿勢検出システム）によりピッチャーが投げたボールの球種を自動的に検出して上記スコアボード６１の球種表示部６０５に表示を行うことである。以下、この詳細について説明する。
【０１４５】
図１８は、野球場６０で使用されるボール６６（物体、球体）の概略内部構造を説明するための図である。
【０１４６】
この図１８に示すように、ボール６６の内部には、複数（本実施形態では４つ）の無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４が仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４に位置するように内蔵されている。仮想正四面体６７は、ボール６６の重心Ｇと各頂点６７−１〜６７−４との距離が全てＬである仮想的な正四面体であり、この仮想正四面体６７の重心位置は上記ボール６６の重心Ｇの位置と一致している。
【０１４７】
図１９は、野球場６０に備えられた球種検出システム６００の全体概略構成を表す構成図である。
【０１４８】
図１９（ａ）において、野球場６０に備えられる球種検出システム６００は、フィールド６８外に設けられ方位角を検知可能なアンテナ６０１―１，６０１−２と、これらアンテナ６０１−１，６０１−２の中間に設けられ仰角を検知可能なアンテナ６０１−３と、これらアンテナ６０１−１，６０１−２，６０１−３及び上記スコアボード６１の球種表示部６０５とケーブル６０２等を介して接続された制御装置６０３とを有している。各アンテナ６０１−１〜６０１−３からはボール６６の無線タグ回路素子Ｔoについての検出信号が制御装置１０３へと出力される。
【０１４９】
アンテナ６０１−１，６０１−２はいわゆるフェイズドアレイ制御によりボール６６に備えられた各無線タグ回路素子Ｔoの方位角を検出するフェイズドアレイアンテナであり、Ｘ軸（後述）上における原点Ｏ（後述）を挟んでほぼ等距離の位置に設置されている。上記アンテナ６０１−１はＸ軸（正方向側）からの方位角θnを検知し、アンテナ６０１−２はＸ軸（正方向側）からの方位角Φnを検知する。また、アンテナ６０１−３は、いわゆるフェイズドアレイ制御によりボール６６に備えられた各無線タグ回路素子Ｔoの仰角Ψn（ここではＸ軸と直交するＹ軸の正方向側からの仰角）を検知する（図１９（ｂ）参照）。これらアンテナ６０１−１，６０１−２，６０１−３のフェイズドアレイ制御による角度検出手順は、前述した図９のステップＳ３１０〜ステップＳ３８０と同様である。
【０１５０】
図２０は、上記制御装置６０３の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【０１５１】
図２０において、制御装置６０３は、ＣＰＵ（中央演算装置）６２１と、例えばＲＡＭやＲＯＭ等からなるメモリ６２３と、上記球種表示部６０５に対する各種制御を行う表示制御部６２４（表示制御信号出力手段）と、アンテナ６０１−１〜６０１−３を介しボール６６に備えられた無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４のアンテナ１５１と通信制御を行うＲＦ通信制御部６４０（通信手段）とを備えている。なお、本実施形態の無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の機能構成は、前述の一実施形態において図４に示した無線タグ回路素子Ｔoの構成と同様である。
【０１５２】
上記制御装置６０３は、各アンテナ６０１−１〜６０１−３を介して検出されたボール６６の無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の検出信号に基づき、ボール６６の姿勢及び運動をそれぞれ解析する。そして、これらの解析結果に基づいて、ボール６６の球種を判定する（詳細は後述）。その後、この判定結果に応じた制御信号を表示制御部６２４から球種表示部６０５に送信し、球種表示部６０５に球種を表示させる。
【０１５３】
図２１は、制御装置６０３のＣＰＵ６２１によって行われる上記球種判定処理の制御手順を表すフローチャートである。
【０１５４】
この図２１において、制御装置６０３の電源がＯＮされると、このフローが開始される。
【０１５５】
まず、ステップＳ７１では、マウンド上のピッチャーがボール６６を投球したかどうかを判定する。具体的には、測定開始信号が入力されたかどうかを判定する。この測定開始信号は、例えば操作者がピッチャーの投球開始を見ることにより図示しないスイッチ等の操作手段を用いて入力するようにしてもよいし、適宜のセンサー等を用いて自動で投球開始を検出し、そのセンサーから入力されるようにしてもよい。ボール６６が投球され測定開始信号が入力された場合には、判定が満たされて次のステップＳ７００に移る。
【０１５６】
ステップＳ７００では、ボール６６が有する無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の座標（すなわち仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４の座標）を測定する測定処理を行う（詳細は後述）。
【０１５７】
次のステップＳ８００では、上記ステップＳ７００で測定した座標に基づいてボール６６の姿勢及び運動の解析処理を行う（詳細は後述）。
【０１５８】
次のステップＳ７２では、上記ステップＳ８００の解析結果に基づき、球種の判定を行う。判定の詳細についての説明は省略するがボール６６に発生するマグナス力の大きさや方向により球種を判定する。判定される球種の種類としては、例えばストレート、カーブ、シュート、フォーク等である。
【０１５９】
次のステップＳ７３では、上記ステップＳ７２で判定した球種に応じ、表示制御部６２４を介して球種表示部６０５に対して制御信号を出力し、球種を表示させる。なお、前述の図１７には球種をカーブと判定した場合の表示の一例を図示している。そして、ステップＳ７１に戻る。
【０１６０】
図２２は、上記ステップＳ７００の測定処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１６１】
ステップＳ７１０では、投球されたボール６６が有する無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の座標（すなわち仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４の座標）の測定を行う。以下、この詳細について説明する。
【０１６２】
前述の図１９に示すように、野球場６０のフィールド６８外のＸ軸上に、方位角検知用のアンテナ６０１−１とアンテナ６０１−２、原点Ｏ上に仰角検知用のアンテナ６０１−３を設置する。アンテナ６０１−１，６０１−２の向きは零度が同じ方向、同じ向きとなるように設置する。仰角の零度は水平方向とする。これらのアンテナ６０１−１，６０１−２，６０１−３を介してボール６６の各無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４に対し、所定のサンプリング周期（周期Ｔ２。後述のステップＳ７４０参照）ごとに問い合わせ信号を送信し、各無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４からの返答信号を解析して、各無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４の位置を特定する。
【０１６３】
解析のために、座標系及び仮想正四面体６７の基準姿勢を定義する。まず、ピッチャーマウンドとホームベースを結ぶ直線上にＹ軸を取り、このＹ軸とフィールド６８の外にある原点Ｏで直交し、１塁と３塁を結ぶ直線と略平行な軸をＸ軸とする。また、原点Ｏから鉛直上方向にＺ軸をとる。これらＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸からなる座標系を座標系１とする。また、前述の図１９（ｂ）に示すように、頂点６７−１が上方向にあり、頂点６７−２，３，４で形成される三角形が水平面上にあり、頂点６７−２と頂点６７−３を結ぶ辺がＸ軸と平行な状態にある場合を仮想正四面体６７の基準姿勢とする。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸は、仮想正四面体６７を上記基準姿勢で重心Ｇが原点Ｏ上となるように置いた場合に、頂点６７−１のＺ成分が正、頂点６７−３のＸ成分が正、頂点６７−４のＹ成分が正となるように向きを定める。
【０１６４】
アンテナ６０１−１とアンテナ６０１−２の距離をＤとする（図１９（ｂ）参照）。また、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎ（ｎ＝１，２，３、４）の時刻Ｔ（ｔ）における座標をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸についてそれぞれＮｘ（ｎ，ｔ）、Ｎｙ（ｎ，ｔ）、Ｎｚ（ｎ，ｔ）と表記する。なおこのとき、ｔは負でない整数であり、Ｔ（ｔ＋１）＝Ｔ（ｔ）＋Ｔ２（Ｔ２はサンプリング周期。後述のステップＳ７４０参照）となる。また、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎについて、アンテナ６０１−１で検知した方位角をθｎ、アンテナ６０１−２で検知した方位角をΦｎ、アンテナ６０１−３で検知した仰角をΨｎと表記する（ｎ＝１，２，３、４）。
【０１６５】
次に、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの方位角と仰角をそれぞれ検出する。次式（１）を用いて、θ１及びΦ１から頂点６７−１のフィールド６８上での水平位置（Ｎｘ（１，ｔ），Ｎｙ（１，ｔ））、水平位置までの距離及びψ１から頂点６７−１の垂直位置Ｎｚ（１，ｔ）を計算する。頂点６７−２〜頂点６７−４についても同様に計算する。
【０１６６】
【数１】
【０１６７】
次のステップＳ７２０では、上記ステップＳ７１０で算出した仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標をメモリ６２３に記憶させる。
【０１６８】
次のステップＳ７３０では、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の測定を終了するかどうかを判定する。具体的には、測定終了信号が入力されたかどうかを判定する。この測定終了信号は、例えば操作者がキャッチャーの捕球を見ることにより図示しないスイッチ等の操作手段を用いて入力するようにしてもよいし、適宜のセンサー等を用いて自動でキャッチャーによる捕球を検出し、そのセンサーから入力されるようにしてもよい。ボール６６がキャッチャーにより捕球され測定終了信号が入力された場合には、本フローを終了する。一方、ボール６６が投球された後であってキャッチャーが捕球する前である場合には、判定が満たされずに次のステップＳ７４０に移る。
【０１６９】
ステップＳ７４０では、上記ステップＳ７１０及びステップＳ７２０で仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標を測定し記録した後、周期Ｔ２が経過したかどうかを判定する。この周期Ｔ２は、本実施形態の球種検出システム６００が上記した座標測定を行う周期であり、例えば１ミリ秒程度に設定されている。この場合、ボール６６が投球されてから捕球されるまでの間に１ミリ秒ごとに各頂点６７−ｎの座標がサンプリングされる。周期Ｔ２が経過していない場合には、判定が満たされずにステップＳ７３０に戻る。一方、周期Ｔ２が経過した場合には判定が満たされて先のステップＳ７１０に戻る。
【０１７０】
以上のステップＳ７１０〜ステップＳ７４０を繰り返すことにより、ボール６６が投球された後捕球されるまでの間において、周期Ｔ２ごとの仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の時系列データがメモリ６２３に記録される。
【０１７１】
図２３は、前述の図２１中ステップＳ８００の解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１７２】
まずステップＳ８１０では、上記図２２で説明した測定処理においてメモリ６２３に記録した仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標から重心Ｇの座標を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０１７３】
時刻Ｔ（ｔ）における各頂点６７−ｎの重心位置をＧ（ｔ）とする。この重心位置Ｇ（ｔ）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸座標をそれぞれ、Ｇｘ（ｔ），Ｇｙ（ｔ），Ｇｚ（ｔ）とすると、重心位置Ｇ（ｔ）は次式（２）で算出される。
【０１７４】
【数２】
【０１７５】
次のステップＳ８２０では、上記ステップＳ８１０で算出した重心位置Ｇ（ｔ）を時系列データとしてメモリ６２３に記憶させる。この重心Ｇの時系列データが座標系１上におけるボール６６の移動軌跡を表わす。
【０１７６】
次のステップＳ８３０では、後述の姿勢解析処理及び運動解析処理を行うために、重心Ｇが原点になるように座標系１を平行移動して座標変換を行う。この座標系を座標系２とする。
【０１７７】
次のステップＳ９００では、上記座標系２上で、仮想正四面体６７の基本姿勢に対する傾きを表す回転軸ベクトル及び回転角を算出する姿勢解析処理を行う（詳細は後述）。
【０１７８】
次のステップＳ８４０では、上記ステップＳ９００の姿勢解析処理により算出した回転軸及び回転角の時系列データを、メモリ６２３に記録させる。
【０１７９】
次のステップＳ１０００では、座標系２上で、仮想正四面体６７の直前の姿勢に対する回転運動を表す回転軸ベクトル、回転角及び回転角速度を算出する運動解析処理を行う（詳細は後述）。
【０１８０】
次のステップＳ８５０では、上記ステップＳ１０００の運動解析処理により算出した回転軸ベクトル、回転角及び回転角速度の時系列データを、メモリ６２３に記録させる。
【０１８１】
次のステップＳ８６０では、図２２で説明した測定処理によってメモリ６２３に記録された仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標が時系列データの全てについて重心位置、基準姿勢からの傾き、及び直前姿勢からの回転運動の算出及びメモリ６２３への記録が終了したかどうかを判定する。終了していない場合にはステップＳ８１０に戻る。終了した場合には、本フローを終了する。
【０１８２】
以上のステップＳ８１０〜ステップＳ８６０を繰り返すことにより、ボール６６の投球から捕球までの間において、周期Ｔ２ごとの仮想正四面体６７の重心位置、基準姿勢からの傾き、及び直前姿勢からの回転運動の時系列データがメモリ６２３に記録される。この時系列データにより、正四面体（すなわちボール６６）の移動と姿勢変化が追跡できるようになっている。
【０１８３】
図２４は、図２３中ステップＳ９００の姿勢解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【０１８４】
まずステップＳ９１０では、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の基準姿勢に対する変位を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０１８５】
上記座標系２上で、基準姿勢における頂点６７−ｎの座標をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸についてそれぞれＳｘ（ｎ），Ｓｙ（ｎ），Ｓｚ（ｎ）（ｎ＝１，２，３，４）とすると、基準姿勢における頂点６７−ｎの位置ベクトルＳ（ｎ）は次式（３）で表せる。
【０１８６】
【数３】
【０１８７】
仮想正四面体６７は、前述したようにその重心Ｇと各頂点６７−１〜６７−４との距離が全てＬであるので、上式（３）は次式（４）で表される。
【０１８８】
【数４】
【０１８９】
座標系２上で時刻Ｔ（ｔ）における頂点６７−ｎの座標をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸についてそれぞれ、Rｘ（ｎ，ｔ）、Rｙ（ｎ，ｔ）、Rｚ（ｎ，ｔ）（ｎ＝１，２，３，４）とすると、時刻Ｔ（ｔ）における頂点６７−ｎの位置ベクトルＲ（ｎ，ｔ）は次式（１０）で表せる。
【０１９０】
【数５】
【０１９１】
上記式（１０）で仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの変位を算出したら、次のステップＳ９２０に移る。
【０１９２】
ステップＳ９２０では、上記ステップＳ９１０で算出した変位に基づき、仮想正四面体６７の４つの頂点６７−１〜６７−４から変位の大きい３点を抽出する。具体的な方法を以下に説明する。
【０１９３】
まず、時刻Ｔ（ｔ）において、仮想正四面体６７の４頂点６７−１〜６７−４のうち基準姿勢からの変位の大きい３頂点を抽出する。このとき、各頂点の基準姿勢からの変位を次式（６）で算出する。
【０１９４】
【数６】
【０１９５】
上式（６）の算出結果に基づき、変位ｌs(ｎ,ｔ)が大きい順に並べた各頂点６７−ｎを６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３，６７−ｎ４と表記すると、３頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３を抽出して、次のステップＳ９３０に移る。なお、変位の大きさが同じものの順序は問わず、任意の順に決めてよい。
【０１９６】
ステップＳ９３０では、仮想正四面体６７の基準姿勢からの姿勢変化を表す回転行列を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０１９７】
仮想正四面体６７の基準姿勢から時刻Ｔ（ｔ）経過後の姿勢への姿勢変化を表す回転行列をＱとすると、回転行列は次式（７）で表せる。
【０１９８】
【数７】
【０１９９】
次に、頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３の回転行列Ｑによる回転を式に表すと次式（８）のようになる。
【０２００】
【数８】
【０２０１】
上記式（８）において、Ｓ（ｎ1，ｔ）Ｓ（ｎ２，ｔ）Ｓ（ｎ３，ｔ）は図形的特徴から線形独立であるので、逆行列が存在する。したがって、上式（８）は次式（９）となる。
【０２０２】
【数９】
【０２０３】
なお、上記Ｓ（ｎ1，ｔ）Ｓ（ｎ２，ｔ）Ｓ（ｎ３，ｔ）の逆行列は、３×３の正方行列Ａの逆行列を表す次式（１０）により求められる。
【０２０４】
【数１０】
【０２０５】
次のステップＳ９４０では、上記ステップＳ９３０において式（１４）により求めた回転行列Ｑから回転軸とこの回転軸周りの回転角を算出し、本フローを終了する。以下、この詳細について説明する。
【０２０６】
回転軸方向の単位ベクトルをＫｓ（ｔ）、この回転軸周りの回転角をθｓ（ｔ）とすると、これらは次式（１１）（１２）により算出される。
【０２０７】
【数１１】
【数１２】
【０２０８】
ただし、（ｑ32−ｑ23）2＋（ｑ13−ｑ31）2＋（ｑ21−ｑ12）2である場合、上記式（１１）（１２）の計算は行わず、仮想正四面体６７の姿勢は基準姿勢とする。この場合の基準姿勢を示す回転軸方向の単位ベクトルＫと回転角θは、下式（１３）（１４）で表される。
【０２０９】
【数１３】
【数１４】
【０２１０】
以上の式（１１）〜（１４）の算出結果により、仮想正四面体６７の基本姿勢に対する傾きが検出できる。
【０２１１】
図２５は、図２３中ステップＳ１０００の運動解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。本運動解析処理は、時刻Ｔ（ｔ0）から時刻Ｔ（ｔ1）までの姿勢変化について回転軸と回転角を以下の計算に基づいて算出し、運動の解析を行うものである。なお、ここではＴ（ｔ1）−Ｔ（ｔ0）＝Ｔ２（周期）に相当し、またｔ1＝０の場合については運動解析は行わず、静止していたものとして扱う。
【０２１２】
まずステップＳ１０１０では、仮想正四面体６７の各頂点６７−ｎの座標の直前の姿勢（言い換えれば１周期Ｔ２前の姿勢）に対する変位を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０２１３】
まず、二つの姿勢間での各頂点の変位を次式（１５）で算出する。
【０２１４】
【数１５】
【０２１５】
ステップＳ１０２０では、上式（１５）の算出結果に基づき、変位ｌ（ｎ，ｔ）が大きい順に並べた各頂点６７−ｎを６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３，６７−ｎ４と表記すると、３頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３を抽出して、次のステップＳ１０３０に移る。なお、変位の大きさが同じものの順序は問わず、任意の順に決めてよい。
【０２１６】
ステップＳ１０３０では、仮想正四面体６７の直前姿勢からの姿勢変化を表す回転行列を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０２１７】
時刻Ｔ（ｔ0）から時刻Ｔ（ｔ1）までの姿勢変化を表す回転行列をＰとすると、回転行列Ｐは次式（１６）で表せる。
【０２１８】
【数１６】
【０２１９】
次に、頂点６７−ｎ１，６７−ｎ２，６７−ｎ３の回転行列Ｑによる回転を式に表すと次式（１７）のようになる。
【０２２０】
【数１７】
【０２２１】
上記式（１７）において、Ｒ（ｎ1，ｔ0）Ｒ（ｎ2，ｔ0）Ｒ（ｎ3，ｔ0）は図形的特徴から線形独立であるので、逆行列が存在する。したがって、上式（１７）は次式（１８）となる。
【０２２２】
【数１８】
【０２２３】
次のステップＳ１０４０では、上記ステップＳ１０３０において式（１８）により求めた回転行列Ｐから回転軸とこの回転軸周りの回転角を算出する。以下、この詳細について説明する。
【０２２４】
回転軸方向の単位ベクトルをＫ（ｔ1）、この回転軸周りの回転角をθ（ｔ1）とすると、これらは次式（１９）（２０）により算出される。
【０２２５】
【数１９】
【数２０】
【０２２６】
なお、（ｐ32−ｐ23）2＋（ｐ13−ｐ31）2＋（ｐ21−ｐ12）2の場合、上記式（１９）（２０）の計算は行わず、運動状態は静止状態であるとみなす。この場合の回転軸方向の単位ベクトルＫと回転角θは、次式（２１）（２２）で表される。
【０２２７】
【数２１】
【数２２】
【０２２８】
次のステップＳ１０５０では、さらに回転軸周りの回転角速度を次式（２３）を用いて算出し、本フローを終了する。
【０２２９】
【数２３】
【０２３０】
上記式（１９）〜（２３）の算出結果により、仮想正四面体６７の直前姿勢に対する運動が検出できる。
【０２３１】
以上説明した姿勢解析及び運動解析の結果に基づき、投球されたボール６６（仮想正四面体６７）の球種が判定される。
【０２３２】
図２６はこの球種の判定基準の一例を表す図である。例えば運動解析の結果、ボール６６が図２６（ａ）に示すようにボール進行方向に対して略直角かつ略水平方向の回転軸７０に対し進行方向側においてボール６６が下から上に向かって回転運動をしていることが検出された場合には、ストレートと判定する。反対に、図２６（ｂ）に示すように回転軸７０に対し進行方向側においてボール６６が上から下に向かって回転運動をしていることが検出された場合には、フォークと判定する。
【０２３３】
一方、ボール６６が図２６（ｃ）に示すように略上下方向の回転軸７１に対し上側から見て反時計回り方向に回転運動をしていることが検出された場合には、カーブと判定する。反対に、図２６（ｄ）に示すように回転軸７１に対し上側から見て時計回り方向に回転運動をしていることが検出された場合には、シュートと判定する。
【０２３４】
なお、ここではストレート、フォーク、カーブ、シュートの４種類の球種を判定するようにしたが、さらに細かい球種（スライダー、ナックル等）を判定するようにしてもよい。この場合、例えばカーブとスライダーとは回転方向はほぼ同一であるが、上記式（２３）で算出する回転角速度が所定の値より大きい場合にカーブ、小さい場合にスライダーと判定するようにすればよい。また例えば、どの方向の軸に対しても回転角速度が所定の値より小さいような場合に、ナックルと判定するようにすればよい。
【０２３５】
また、以上の球種の判定基準は右投手が投げる場合を例にとって説明したが、左投手が投げる場合には判定基準が変更されるようになっている。例えば左投手の場合には、上記図２６（ｃ）に示すカーブと図２６（ｄ）に示すシュートの判定基準が反対となる。この場合の投手の種類の入力は、例えば操作者によって行われるようにしてもよいし、適宜の検出器又は信号を用いて自動的に行うようにしてもよい。
【０２３６】
以上において、制御装置６０３のＣＰＵ６２１（詳細には図２３に示す解析処理）が、特許請求の範囲各項記載の物体の姿勢を検出する姿勢検出手段を構成するとともに、ＣＰＵ６２１（詳細には図２２に示す測定処理のステップＳ７１０の手順）が、通信手段から複数の無線タグ回路素子までの距離を検出する距離検出手段を構成する。また、ＣＰＵ６２１（詳細には図２５に示す運動解析処理）は、物品の姿勢変化を検出する運動検出手段をも構成する。また、制御装置６０３のＣＰＵ６２１とＲＦ通信制御部６４０及びアンテナ６０１−1，６０１−２，６０１−３とが、無線タグ情報読み取り装置を構成する。
【０２３７】
以上のように構成した本実施形態においては、ボール６６に備えられる複数（本実施形態では４つ）の無線タグ回路素子Ｔoの検出信号に基づき、姿勢解析及び運動解析を行う。これにより、遠隔にて非接触でボール６６の姿勢の変化及び回転運動の向きや角速度を識別することができ、投球されたボール６６の球種判定を自動的に正確に行うことができる。したがって、アンパイアの目視による判断に頼らざるを得なかった従来に比べ、球種判定を自動で短時間に行うことができる。
【０２３８】
また本実施形態では特に、ボール６６に対し無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４を正四面体状に位置するように設ける。このように、無線タグ回路素子Ｔoを同一平面上に位置しない４箇所にそれぞれ配置することにより、４つの無線タグ回路素子Ｔoで構成される立体図形の重心と任意の３つの無線タグ回路素子Ｔoが同一平面状に位置することがないことから、ボール６６の姿勢変化及び運動を確実に検出することができる。特に本実施形態のように、無線タグ回路素子Ｔo１〜Ｔo４を６つの各辺長さが等しい仮想正四面体６７の各頂点６７−１〜６７−４に位置するように設けることにより、どのように３つの無線タグ回路素子Ｔoを選択しても同じ演算方式を用いて解析処理を行うことが可能になるので、演算処理を簡素化し、処理速度を向上することができる。さらに本実施形態では、ボール６６の重心Ｇと仮想正四面体６７の重心とを略一致させる。これによっても、解析処理を行うとこの演算処理を簡素化し、処理速度を向上する効果が得られる。
【０２３９】
また本実施形態では特に、ボール６６に設けた４つの無線タグ回路素子Ｔoのうち、基準姿勢に対する変位が最も大きい３つの無線タグ回路素子Ｔoを選択して解析を行う。これにより、座標検出誤差を要因とする無線タグ回路素子Ｔoの微小な変位を無視し、真に変位した無線タグ回路素子Ｔoのみを検出することができるので、無線タグ回路素子Ｔoの座標検出における誤差の影響を最も小さくすることができる。
【０２４０】
また本実施形態では特に、スコアボード６１に球種表示部６０５を設け、投球ごとに球種を表示する。これにより、観客は単なる球速やストライク判定等以外の情報を得ることができるため、試合をさらに楽しく観戦することができる。
【０２４１】
なお、上記本発明の他の実施形態では球種検出システムを野球に適用した例を説明したが、これに限らない。すなわち、サッカー、テニス、ソフトボール、バレーボール、ボウリング、卓球等、球体を使用する球技であれば多様なスポーツに適用可能である。
【０２４２】
また、上記実施形態では球種検出システムを野球場に設ける例を説明したが、球種検出システムの適用場所はこれに限らない。すなわち、例えばゲームセンター等の遊技場にも適用可能である。
【０２４３】
図２７は、球種検出システムをゲームセンターのピッチングシミュレーターに適用した例を説明するための図である。この図２７に示すように、本変形例のピッチングシミュレーター７２には遊技者が投じた球種と球速が表示される表示装置７３が設けられている。これにより、遊技者が投じた球が確かに意図する変化球となっていたことを表示して認定したり、投球の回転軌跡等を表示して遊技者を喜ばせること等もできる。なお、上記ピッチングシミュレーターに限らず、例えばテニスシミュレーターに適用し、トップスピン等の球種を表示するようにしてもよい。
【０２４４】
また、上記実施形態では、ボール６６の内部に正四面体６７を仮想的に配置し、その頂点位置に無線タグ回路素子Ｔoを設けるようにしたが、例えば実際に４つの無線タグ回路素子Ｔoを正四面体形状に組み立てた姿勢検出ユニットを用意しておき、この姿勢検出ユニットを各種ボール等の内部に設けることで、上記実施形態と同様の効果を得られるようにしてもよい。
【０２４５】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０２４６】
【図１】本発明の物体姿勢検出システムの一実施形態である物品姿勢検出システムを備えた配送トラックの全体構造を表す斜視図である。
【図２】配送トラックの荷物室の内部を積み下ろし口側から見た図である。
【図３】タグラベルの概略全体構造を表す荷物の側面図である。
【図４】各荷物に添付されたタグラベルに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。
【図５】各無線タグ回路素子のメモリ部に記憶されるＩＤの一例を示す図である。
【図６】制御装置の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【図７】ＲＦ通信制御部及びアンテナの詳細構成を表す機能ブロック図である。
【図８】制御装置のＣＰＵによって行われる上記姿勢判定処理の制御手順を表すフローチャートである。
【図９】ＩＤ検知処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図１０】関連ＩＤ抽出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図１１】姿勢検出処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図１２】荷物に備えられる各無線タグ回路素子について各アンテナを介して検出される仰角との関係を説明するための図である。
【図１３】メモリに記憶されるＩＤ表の一例を示す図である。
【図１４】メモリに記憶されるＩＤセット表の一例を示す図である。
【図１５】整列後のＩＤセット表の一例を示す図である。
【図１６】２つの無線タグ回路素子を有する無線タグラベルを製造する無線タグ製造装置の概略構成を表す概略構成図である。
【図１７】本発明の物体姿勢検出システムの他の実施形態である球種検出システムを備えた野球場のスコアボードの概略構造を表す正面図である。
【図１８】野球場で使用されるボールの概略内部構造を説明するための図である。
【図１９】野球場に備えられた球種検出システムの全体概略構成を表す構成図である。
【図２０】制御装置の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。
【図２１】制御装置のＣＰＵによって行われる球種判定処理の制御手順を表すフローチャートである。
【図２２】測定処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２３】解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２４】姿勢解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２５】運動解析処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図２６】球種の判定基準の一例を表す図である。
【図２７】球種検出システムをゲームセンターのピッチングシミュレーターに適用した変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２４７】
１ 配送トラック（移動体）
４〜７ 荷物（物体）
１０ 送信アンテナ（アンテナ素子）
１１Ａ〜１１Ｈ 受信アンテナ（アンテナ素子）
６６ ボール（物体、球体）
６７ 仮想正四面体
１００ 物品姿勢検出システム
１０１−１〜４ アンテナ（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
１０２ 警報装置（報知手段）
１２１ ＣＰＵ（姿勢検出手段、方向検出手段、配置物品情報取得手段、無線タグ情報読み取り装置）
１２４ 警報装置制御部（報知制御信号出力手段）
１４０ ＲＦ通信制御部（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
１５０ ＩＣ回路部
１５１ アンテナ
２０３Ａ〜Ｈ 位相制御ユニット（指向性制御手段）
６０１−１〜３ アンテナ（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
６０５ 球種表示部（表示手段）
６２１ ＣＰＵ（姿勢検出手段、距離検出手段、運動検出手段、無線タグ情報読み取り装置）
６２４ 表示制御部（表示制御信号出力手段）
６４０ ＲＦ通信制御部（通信手段、無線タグ情報読み取り装置）
Ｇ 重心
Ｔo 無線タグ回路素子
Ｔo４−１ 無線タグ回路素子（上方用無線タグ回路素子）
Ｔo４−２ 無線タグ回路素子（下方用無線タグ回路素子）
Ｔ タグラベルＴ（無線タグラベル）
Ｔ４ａ 表記部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の物体と、
この物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と、
これら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、
この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段と
を有することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項２】
請求項１記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子の配置方向を検出する方向検出手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項３】
請求項２記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子までの距離を検出する距離検出手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項５】
請求項４記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、前記通信手段による通信結果に基づき、前記配置物体情報を取得する配置物体情報取得手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体の所定の姿勢において高さ方向位置が互いに異なるように当該物体に配置された２つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体のうち、同一平面上に位置しない４箇所にそれぞれ配置された４つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項８】
請求項７記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記４つの無線タグ回路素子のうち、比較する姿勢から最も移動量の大きい３つの無線タグ回路素子を選択して解析を行うことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項９】
請求項７記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記４つの無線タグ回路素子は、前記物体に仮想的に正四面体を配置し、その４つの頂点位置に配置されていることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１０】
請求項９記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記仮想正四面体の重心位置を、前記物体の重心位置と略一致させたことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記物体に関し予め定めた基準姿勢と、前記姿勢検出手段で検出した前記物体の姿勢との差が所定の許容範囲を超えていた場合、その旨を報知手段で報知するための信号を出力する報知制御信号出力手段を有することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、異なるタイミングにおける前記姿勢検出手段の検出結果に基づき、前記物体の姿勢変化を検出する運動検出手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記物体は、球技に使用される球体であり、
前記運動検出手段は、前記球体の回転方向を検出することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記運動検出手段で検出した前記球体の回転方向に基づき、対応する球種情報を表示手段で表示するための信号を出力する表示制御信号出力手段を有することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１５】
検出対象の物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、
この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段と
を有することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の無線タグ情報読み取り装置において、
前記通信手段は、複数のアンテナ素子からなるアンテナと、このアンテナの指向性方向を変化させる指向性制御手段とを備えることを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の無線タグ情報読み取り装置において、
前記指向性制御手段は、前記アンテナの偏波を円偏波とすることを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
【請求項１８】
検出対象の物体の姿勢を検出するために当該物体に貼付される無線タグラベルであって、
情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されるアンテナとをそれぞれ備え、前記物体の通常の姿勢に対応した所定の配置で設けられた複数の無線タグ回路素子と、
前記物体の前記通常の姿勢に対応した所定の表記がなされた表記部と
を有することを特徴とする無線タグラベル。
【請求項１９】
請求項１８記載の無線タグラベルにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子は、前記物体の前記通常の姿勢における上方側に対応した位置に配置された上方用無線タグ回路素子と、前記物体の前記通常の姿勢における下方側に対応した位置に配置された下方用無線タグ回路素子とを含むことを特徴とする無線タグラベル。
【請求項２０】
請求項１８又は１９記載の無線タグラベルにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする無線タグラベル。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の物体姿勢検出システムを備えることを特徴とする移動体。
【請求項１】
検出対象の物体と、
この物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と、
これら複数の無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、
この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段と
を有することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項２】
請求項１記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子の配置方向を検出する方向検出手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項３】
請求項２記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、前記通信手段からの前記複数の無線タグ回路素子までの距離を検出する距離検出手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項５】
請求項４記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、前記通信手段による通信結果に基づき、前記配置物体情報を取得する配置物体情報取得手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体の所定の姿勢において高さ方向位置が互いに異なるように当該物体に配置された２つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子は、前記所定の配置として、対応する前記物体のうち、同一平面上に位置しない４箇所にそれぞれ配置された４つの無線タグ回路素子を含むことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項８】
請求項７記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記４つの無線タグ回路素子のうち、比較する姿勢から最も移動量の大きい３つの無線タグ回路素子を選択して解析を行うことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項９】
請求項７記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記４つの無線タグ回路素子は、前記物体に仮想的に正四面体を配置し、その４つの頂点位置に配置されていることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１０】
請求項９記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記仮想正四面体の重心位置を、前記物体の重心位置と略一致させたことを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記物体に関し予め定めた基準姿勢と、前記姿勢検出手段で検出した前記物体の姿勢との差が所定の許容範囲を超えていた場合、その旨を報知手段で報知するための信号を出力する報知制御信号出力手段を有することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記姿勢検出手段は、異なるタイミングにおける前記姿勢検出手段の検出結果に基づき、前記物体の姿勢変化を検出する運動検出手段を備えることを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記物体は、球技に使用される球体であり、
前記運動検出手段は、前記球体の回転方向を検出することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の物体姿勢検出システムにおいて、
前記運動検出手段で検出した前記球体の回転方向に基づき、対応する球種情報を表示手段で表示するための信号を出力する表示制御信号出力手段を有することを特徴とする物体姿勢検出システム。
【請求項１５】
検出対象の物体に所定の配置で複数設けた無線タグ回路素子と無線通信を行う通信手段と、
この通信手段による通信結果に基づき、前記物体の姿勢を検出する姿勢検出手段と
を有することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の無線タグ情報読み取り装置において、
前記通信手段は、複数のアンテナ素子からなるアンテナと、このアンテナの指向性方向を変化させる指向性制御手段とを備えることを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の無線タグ情報読み取り装置において、
前記指向性制御手段は、前記アンテナの偏波を円偏波とすることを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
【請求項１８】
検出対象の物体の姿勢を検出するために当該物体に貼付される無線タグラベルであって、
情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されるアンテナとをそれぞれ備え、前記物体の通常の姿勢に対応した所定の配置で設けられた複数の無線タグ回路素子と、
前記物体の前記通常の姿勢に対応した所定の表記がなされた表記部と
を有することを特徴とする無線タグラベル。
【請求項１９】
請求項１８記載の無線タグラベルにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子は、前記物体の前記通常の姿勢における上方側に対応した位置に配置された上方用無線タグ回路素子と、前記物体の前記通常の姿勢における下方側に対応した位置に配置された下方用無線タグ回路素子とを含むことを特徴とする無線タグラベル。
【請求項２０】
請求項１８又は１９記載の無線タグラベルにおいて、
前記複数の無線タグ回路素子のそれぞれは、共通の前記物体に配置されたことを表す配置物体情報を記憶保持することを特徴とする無線タグラベル。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の物体姿勢検出システムを備えることを特徴とする移動体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００７−８０１０２（Ｐ２００７−８０１０２Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６９１８６（Ｐ２００５−２６９１８６）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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