JP6881198B2 - 無線タグ移動検知装置 - Google Patents
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Description
無線タグ(30)の移動状態を検知する無線タグ移動検知装置(10)であって、
前記無線タグからの応答波の位相(φ)を測定する位相測定部(11,13)と、
前記位相測定部により測定された位相が当該位相を測定した測定時刻(t)とともに順次記憶される記憶部(12)と、
前記記憶部に記憶される各位相について前回の位相との差及び前回の測定時刻との差を位相差(Δφ)及び時間差(Δt)として算出する第1算出部(11)と、
前記第1算出部により算出された複数の前記位相差のうち対応する前記時間差が所定の閾値(tsa)を超える位相差を補正するようにして、前記複数の前記位相差を累積加算した位相加算値(φsum)を算出する第2算出部(11)と、
前記第2算出部により算出された前記位相加算値に基づいて前記無線タグの移動状態を検知する検知部(11)と、
を備え、
前記所定の閾値は、前記位相測定部により測定される位相がπ変化する際に必要な時間を前記無線タグの移動距離と移動平均速度から求めて、前記必要な時間の半分以下となるように設定され、
前記第2算出部は、補正対象となる前記位相差について、前記位相差と対応する前記時間差とに基づいて算出される速度が、前回の前記位相差と対応する前記時間差とに基づいて算出される前回の速度に近づくような補正をして、前記位相加算値を算出することを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
そして、第2算出部は、補正対象となる位相差について、位相差と対応する時間差とに基づいて算出される速度が、前回の位相差と対応する時間差とに基づいて算出される前回の速度に近づくような補正をして、位相加算値を算出することができる。
以下、本発明に係るタグリーダを備える搬送管理システムを具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示す搬送管理システム1は、製品等の搬送品Pに付されたRFタグ等の無線タグ30の移動状態を検知する無線タグ移動検知装置として機能するタグリーダ10により検知することで、その無線タグ30が付された搬送品Pの移動状態等を管理するシステムとして構成されている。この搬送管理システム1は、図1に示すように、無線タグ30が付された搬送品Pが搬送される搬送経路中に配置されて無線タグ30を読み取るタグリーダ10と、このタグリーダ10による読み取り結果等を利用して搬送品Pに関する管理を行う管理装置20とを備えている。
図3に示すように、無線タグ30は、アンテナ31,電源回路32,復調回路33,制御回路34,メモリ35,変調回路36などによって構成されている。電源回路32は、アンテナ31を介して受信したタグリーダ10からの送信信号(キャリア信号)を整流、平滑して動作用電源を生成するものであり、その動作用電源を、制御回路34をはじめとする各構成要素に供給している。
管理装置20は、タグリーダ10から取得した各無線タグ30の読み取り結果や外部から取得した情報を利用して搬送品Pの搬送状態などを管理する装置として機能するものである。この管理装置20は、例えばコンピュータとして構成され、図4に示すように、CPU等からなる制御部21、液晶モニタ等として構成される表示部22、ROM、RAM、HDD等からなる記憶部23、マウスやキーボード等として構成される操作部24、タグリーダ10や上位機器等の外部機器との間でのデータ通信を行うための通信インタフェースとして構成される通信部25などを備えている。
本実施形態係るタグリーダ10は、低速で移動している無線タグ30であってもその無線タグ30の移動状態を正確に検知するため、無線タグ30からの応答波の位相差を利用して無線タグ30の移動状態を検知する。具体的には、制御部11にて別途なされる測定処理により、通信処理部13を利用して、所定時間、測定した無線タグ30からの応答波の位相φを、その測定時刻(受信時刻)tに関連付けて記憶部12に記憶する。そして、制御部11にてなされるタグ検知処理では、記憶部12に記憶されている応答波の位相φ及びその測定時刻iを読み出し、これらの位相φに基づいて算出した位相差Δφを累積加算した位相加算値φsumに基づいて無線タグ30までの距離を測定することで、その無線タグ30の移動状態を検知する。
φsum[i]=φsum[i−1]+Δφ[i]+π×a[i] ・・・(1)
そして、i番目の速度v[i]は、位相差Δφ[i]及び伝播定数βから算出される距離変位Δl[i]と時間差Δt[i]に基づいて、以下の式(2)により算出することができる。
v[i]=Δl[i]/Δt[i]
=(Δφ[i]/β)/Δt[i] ・・・(2)
なお、伝播定数βは、電磁波の通信周波数f及び光速cから算出される波長λ(=c/f)に基づいて、以下の式(3)により算出することができる。
β=2π/λ ・・・(3)
無線タグ30のi番目付近での平均速度v(ave)とすると、無線タグ30に関して、横軸が無線タグ30の移動距離となり縦軸が位相となる波形の擬似的な周波数をf(=1/(λ/v))とすると、位相がπ(180°)変化する際の無線タグ30の移動距離λ/4を平均速度v(ave)/2で移動する際に必要な時間は往復通信であることから、λ/{2×v(ave)}となる。なお、平均速度v(ave)は、無線タグ30の移動平均速度として、時刻が近い密の位相差から算出される速度や時刻が近い疎の位相差から算出されて信頼性の高い速度の平均値に応じて算出することができる。
tsa[i]=λ/{2×v(ave)}/2
=λ/{4×v(ave)} ・・・(4)
tsa[i]=0.32/{4×(2×1.67)}
=24ms ・・・(5)
(1)タグ検知処理は、所定時間測定した無線タグ30からの応答波の位相等について実行されることに限らず、新たに位相が測定されるごとに、それまで測定して記憶部12に記憶された位相及びその測定時刻を順に読み出すようにして実行されてもよい。
10…タグリーダ(無線タグ移動検知装置)
11…制御部(位相測定部,第1算出部,第2算出部,検知部)
12…記憶部
13…通信処理部(位相測定部)
30…無線タグ
t…測定時間
tsa…時間閾値(所定の閾値)
tlim…時間閾値(第2の閾値)
v…速度
vmin…速度閾値(所定の速度閾値)
φ…位相
φsum…位相加算値
Δt…時間差
Δφ…位相差
Claims (4)
- 無線タグの移動状態を検知する無線タグ移動検知装置であって、
前記無線タグからの応答波の位相を測定する位相測定部と、
前記位相測定部により測定された位相が当該位相を測定した測定時刻とともに順次記憶される記憶部と、
前記記憶部に記憶される各位相について前回の位相との差及び前回の測定時刻との差を位相差及び時間差として算出する第1算出部と、
前記第1算出部により算出された複数の前記位相差のうち対応する前記時間差が所定の閾値を超える位相差を補正するようにして、前記複数の前記位相差を累積加算した位相加算値を算出する第2算出部と、
前記第2算出部により算出された前記位相加算値に基づいて前記無線タグの移動状態を検知する検知部と、
を備え、
前記所定の閾値は、前記位相測定部により測定される位相がπ変化する際に必要な時間を前記無線タグの移動距離と移動平均速度から求めて、前記必要な時間の半分以下となるように設定され、
前記第2算出部は、補正対象となる前記位相差について、前記位相差と対応する前記時間差とに基づいて算出される速度が、前回の前記位相差と対応する前記時間差とに基づいて算出される前回の速度に近づくような補正をして、前記位相加算値を算出することを特徴とする無線タグ移動検知装置。 - 前記第2算出部は、前記時間差が前記所定の閾値以下となる前記位相差と対応する前記時間差とに基づいて速度を算出可能であって、前記第1算出部により算出された複数の前記位相差のうち、対応する前記時間差が前記所定の閾値を超えても、前記時刻が近い2以上の前記位相差から算出された前記速度の平均値が所定の速度閾値以下となる位相差を、補正対象外とすることを特徴とする請求項1に記載の無線タグ移動検知装置。
- 前記第2算出部は、前記時間差が前記所定の閾値以下となる前記位相差と対応する前記時間差とに基づいて速度を算出可能であって、前記第1算出部により算出された複数の前記位相差のうち、対応する前記時間差が前記所定の閾値を超えても、以前に測定されて前記時刻が最も近くなる前記位相差から算出された前記速度の符号と以後に測定されて前記時刻が最も近くなる前記位相差から算出された前記速度の符号とが互いに異なる位相差を、補正対象外とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の無線タグ移動検知装置。
- 前記第2算出部は、前記第1算出部により算出された複数の前記位相差のうち、対応する前記時間差が前記所定の閾値を超えても、対応する前記時間差が前記所定の閾値よりも大きく設定される第2の閾値以上となる位相差を、補正対象外とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の無線タグ移動検知装置。
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