專利名稱：檢測對象物的位置的系統以及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用RFID (Radio Frequency IDentification,射頻識別)標簽來檢測對象物的位置的系統以及用于檢測的裝置。
背景技術：
作為使用RFID標簽的檢測對象物的位置的以往技術，例如有在專利文獻I中公開的系統。在專利文獻I中記載的系統是對物品集合體上的RFID標簽進行編碼并讀取的系統。在該系統中，包含多個物品以及多個RFID標簽，各物品具有物品識別字符串，RFID標簽被安裝在各物品上，并通過至少使用物品識別字符串的全部而生成的代碼字要素對各RFID 標簽進行編碼。而且，集合體是將物品保管在多個盒子、托盤、容器或者保管區域中的多個商品。專利文獻2示出了被用于這種系統的RFID標簽的讀取系統的一個例子。
另外，作為其他的以往技術，例如有在專利文獻2中公開的系統。在專利文獻3中記載的系統中，在作為對象物的架子上，分別設有位置檢測天線和架子 無線標簽。在位置管理服務器的架子標簽管理表中，對每個架子，預先登記被安裝在那里的無線標簽的ID。而且，位置管理服務器的位置決定部，使用通過各架子上設置的位置檢測天線接收的來自其他架子的無線標簽的識別信息以及架子標簽管理表中存儲的數據來決定各架子的位置。
專利文獻1:日本特表2010-515999號公報
專利文獻2 :日本特表2009-514461號公報
專利文獻3 日本特開2007-225448號公報發明內容
作為接收從RFID標簽發送的電波的接收機(接收器)，使用根據相控陣天線等的具有指向性的接收機，由此，不只是僅檢測出是否有RFID標簽，還可以檢測出發送了電波的 RFID標簽的位置。但是，如果發送了電波的RFID標簽和接收機之間的距離變長，則位置的檢測誤差會變大。
本發明的目的在于提供如下構造可以不變更RFID標簽、接收機自身的功能，而提高設置了 RFID標簽的對象物的位置的檢測精度。
為了達到上述目的，本發明實現為如下系統。該系統是一種讀取RFID標簽的系統，具備一個或者多個發送用天線，發送用于激勵RFID標簽的電波；具有指向性的接收用天線，接收從被激勵的RFID標簽發送的電波；接收部，通過接收用天線接收從按照預先確定的位置關系設置于對象物的多個RFID標簽發送的電波，并檢測出發送該電波的各RFID 標簽的位置；以及處理部，根據通過接收用天線接收的電波取得RFID標簽的信息，根據由接收部檢測出的多個RFID標簽的位置的信息和由接收部進行的RFID標簽的位置的檢測中的誤差的概率分布，使用最大似然法計算出設置了多個RFID標簽的對象物的位置和由多個RFID標簽確定的面的法線的方向以及繞法線的旋轉角。
另外， 達到上述目的的另一個本發明是一種檢測設置了 RFID標簽的對象物的位置的裝置，具備接收部，接收從按照預先確定的位置關系設置于對象物的多個RFID標簽發送的電波，并檢測出發送該電波的各RFID標簽的位置；以及處理部，基于由該接收部檢測出的多個RFID標簽的位置的信息，計算出設置了多個RFID標簽的對象物的位置。
另外，達到上述目的的又一個本發明是一種讀取RFID標簽的裝置，具備具有指向性的接收用天線；接收部，通過接收用天線接收從按照預先確定的位置關系設置于對象物的多個RFID標簽發送的電波，并檢測出發送該電波的各RFID標簽的位置；以及處理部， 根據通過接收用天線接收的電波取得RFID標簽的信息，基于由接收部檢測出的多個RFID 標簽的位置的信息，計算出設置了多個RFID標簽的對象物的位置。
根據本發明，可以提高在檢測設置了 RFID標簽的對象物的位置的系統中的位置的檢測精度。


圖1是表示應用本實施方式的位置檢測系統的結構例的圖。
圖2是表示本實施方式中的控制單元的功能結構例的圖。
圖3是表示本實施方式中使用的托盤的結構例的圖。
圖4是說明根據本實施例的RFID標簽的檢測位置的測定誤差的圖。
圖5是說明利用最大似然法的托盤的位置的推定方法的圖。
(附圖標記說明)
10 :發送單元；20 :接收單元；30 :控制單元；40 :托盤；41 =RFID標簽；50 :服務器裝置。
具體實施方式
以下，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。
<位置檢測系統的系統結構例>
本實施方式能夠應用于構成為檢測設置了 RFID標簽的對象物的位置的各種系統。此處，作為那樣的系統的一個例子，說明在裝載貨物的托盤上設置RFID標簽并使用從該RFID標簽發送的電波檢測出作為對象物的托盤的位置的系統。
圖1是表示應用本實施方式的位置檢測系統的結構例的圖。
圖1所示的位置檢測系統具備發送單元10、接收單元20以及控制單元30。這些如后述那樣作為RFID標簽的讀取裝置發揮功能。另外，根據本系統的位置檢測的對象物是托盤40，并在該托盤40中在預先確定的位置上設置有多個RFID標簽41 (參照圖3)。進一步地，控制單元30經由例如LAN (Local Area Network,局域網)等連接單元被連接到服務器裝置50上。
發送單元10 (電力供給部)具備用于發送電波的發送用天線11。該發送單元10 通過控制單元30的控制來發送用于激勵托盤40的RFID標簽41的電波，并向RFID標簽41 供給電力。在本實施方式的位置檢測系統中，可以設置I個或者多個發送單元10。在設置多個發送單元10的情況下，根據直到發送單元10可以激勵的RFID標簽41的距離等，以針對每個特定幅度的空間分配一個發送單元10的方式，配置各發送單元10。具體地，例如，以使各發送單元10之間的距離成為等間隔的方式進行配置。另外，在設置多個發送單元10的情況下，各發送單元10是一個一個地依次被驅動。
接收單元20接收從RFID標簽41發送的電波，其中，該RFID標簽41由發送單元10 供給電力并激勵。該接收單元20具備有相控陣天線等具有指向性的接收用天線21。由此， 接收單元20不僅檢測有無RFID標簽41，還可以按某一程度的精度測量發送電波的RFID標 簽41的位置。也就是說，通過具有指向性的接收用天線21接收來自RFID標簽41的電波， 由此確定作為發送該電波的位置的RFID標簽41的位置。
控制單元30控制發送單元10來使其發送用于激勵RFID標簽41的電波。在系統 中設置有多個發送單元10的情況下，按照預先確定的順序以及時間間隔，從各發送單元10 依次發送電波。另外，控制單元30解析接收單元20接收的電波并計算出(推定)設置有發 送電波的RFID標簽41的托盤40 (位置檢測的對象物)的位置。進一步地，控制單元30被 連接到服務器裝置50，并向服務器裝置50發送接收了來自RFID標簽41的電波的時刻、托 盤40的位置的推定結果等信息。
圖2是表示控制單元30的功能結構例的圖。
如圖2所示，本實施方式的控制單元30具備控制由發送單元10進行的電波的發 送的發送控制部31 ;接受接收單元20接收電波而輸出的電信號的接受部32 ;解析接受部 32接受的信號并計算出(推定)托盤40的位置的處理部33 ；以及向服務器裝置50發送由 處理部33進行的解析結果(推定結果)等信息的信息發送部34。
托盤40是載置物品(貨物)而使用的裝卸臺，是應用本實施方式的位置檢測系統進 行的位置檢測的對象物。在圖1中，記載了 I臺托盤40，但是實際上可以是將多臺托盤40 作為位置檢測的對象。一般地，作為裝卸臺的托盤的形狀、尺寸有各種規格，但是在本實施 方式中，將一個邊是Im的正方形的板狀部件的情況作為例子進行說明。
圖3是表示本實施方式中使用的托盤40的結構例的圖。
如圖3所示，在本實施方式的托盤40上，四個角落各一個地設置有合計4個RFID 標簽41。在本實施方式中，作為RFID標簽41，使用從發送單元10供給電力而激勵的無源 型的標簽。各RFID標簽41具有識別信息，因此，能夠識別各個RFID標簽41。另外，通過識 別該RFID標簽41，能夠識別設置有各RFID標簽41的托盤40。
服務器裝置50從控制單元30取得信息并保存到磁盤裝置等存儲單元中。保存的 信息被利用于托盤40上載置的物品的庫存管理等。
另外，圖1所示的位置檢測系統只不過表示應用本實施方式的系統的一個例子， 并不是限定能夠應用本實施方式的系統結構。本實施方式可以廣泛地應用于進行設置了 RFID標簽41的對象物的位置檢測的系統。例如，在圖1所示的系統結構中，獨立設置了發 送單元10和接收單元20，但是也可以應用于使用合并具有用于向RFID標簽41供給電力 的電波的發送功能和從RFID標簽41發送的電波的接收功能的一般的RFID讀出器的系統。 另外，在本實施方式中，作為RFID標簽41使用無源型的標簽，但是也可以應用于使用內置 了電源并通過自身的電力發送電波的有源型的標簽的系統。
<托盤40的位置的計算>
接下來，說明根據本實施方式的托盤40的位置的計算方法。
如上所述，在一個邊是Im的正方形的托盤40的四個角落上設置有RFID標簽41。 對各RFID標簽41賦予了識別信息，能夠識別各RFID標簽41。下面，在區別4個RFID標簽41的情況下，附加添標Γ4而記載為RFID標簽41-1、RFID標簽41-2, RFID標簽41-3, RFID 標簽 41-4。
RFID標簽41以及托盤40的位置由如下坐標確定該坐標設定在接收單元20能夠接收到從RFID標簽41發送的電波的范圍的一定的空間(以下稱為對象空間)。此處，設為托盤40的位置由托盤40的中心點的位置(坐標值)確定。另外,詳細的內容在后面記述, 關于托盤40，還確定其姿勢(方向以及旋轉角)。
如上所述，通過在接收單元20中使用具有指向性的接收用天線21，能夠測量發送了電波的RFID標簽41的位置。但是，在該測量精度中存在某種程度的誤差。因此，RFID 標簽41的位置由一定的概率分布表示。因此，在本實施方式中，檢測出設置在托盤40上的 (即，確定了相互位置關系的)4個RFID標簽41并測量其位置，根據測量的RFID標簽41的位置(以下稱為檢測位置)基于上述概率分布推定托盤40的中心位置。
圖4是說明RFID標簽41的檢測位置的測定誤差的圖。另外，實際的檢測位置的測定誤差發生在3維空間中，但是，在圖示的例子中，為了簡化而作為在2維平面上發生的誤差進行說明。
在圖4中，用圓圈標記“〇”表示設置在托盤40的四個角落上的RFID標簽41-1、 41-2、41-3、41-4的實際的位置。而且，用叉標記“ X ”表示從基于接收單元20的電波的接收結果中測定的各RFID標簽41-1、41-2、41-3、41-4的檢測位置的例子。另外,用虛線表示針對各RFID標簽41-1、41-2、41-3、41-4的測定誤差的分布所涉及的范圍(以下稱為誤差分布范圍)。
此處，配置在托盤40的四個角落上的RFID標簽41-1、41-2、41-3、41_4的實際位置構成一個邊的長度是Im的正方形。也就是說，RFID標簽41-1和RFID標簽41_2之間、 RFID標簽41-2和RFID標簽41_3之間、RFID標簽41_3和RFID標簽41_4之間、RFID標簽 41-4和RFID標簽41-1之間的距離分別是lm。另外，如果設想連接上述各組RFID標簽41 的線段，則相鄰的線段彼此所構成的角度是90度。
在圖4中，各RFID標簽41-1、41-2、41-3、41_4的檢測位置分別可能出現在以用圓圈標記“O”表示的實際的位置為中心的誤差分布范圍內。但是，根據與實際位置的距離，檢測位置出現的概率(檢測出RFID標簽41的概率)不同。大體上，在與實際位置近的位置上檢測出RFID標簽41的概率高，離實際位置越遠，檢測出RFID標簽41的概率越低。因此， 利用在該位置檢測中的誤差的概率分布，根據各RFID標簽41-1、41-2、41-3、41-4的檢測位置推定托盤40的中心位置。作為具體的推定方法，例如可以使用最大似然法。另外，關于位置檢測中的誤差的概率分布，根據RFID標簽41的種類、接收單元20的性能等而不同，因此有必要預先實際進行測定。
<根據最大似然法的托盤40的 位置的推定>
圖5是說明根據最大似然法的托盤40的位置的推定方法的圖。
在圖5所示的例子中，在對象空間中設定有3維坐標(X，y, z)。而且，將坐標的原點設為托盤40的中心位置，將RFID標簽41-1、41-2、41-3、41-4的實際位置分別設為p1、 p2、p3、p4o
此處，將pl、p2、p3、p4的坐標值設為
式I
權利要求
1.一種讀取RFID標簽的系統，具備一個或者多個發送用天線，發送用于激勵所述RFID標簽的電波；具有指向性的接收用天線，接收從被激勵的所述RFID標簽發送的電波；接收部，通過所述接收用天線接收從按照預先確定的位置關系設置于對象物的多個RFID標簽發送的電波，并檢測出發送該電波的各RFID標簽的位置；以及處理部，根據通過所述接收用天線接收的電波取得所述RFID標簽的信息，根據由所述接收部檢測出的多個所述RFID標簽的位置的信息和由所述接收部進行的所述RFID標簽的位置的檢測中的誤差的概率分布，使用最大似然法計算出設置了多個該RFID標簽的所述對象物的位置和由多個該RFID標簽確定的面的法線的方向以及繞該法線的旋轉角。
2.一種檢測設置了 RFID標簽的對象物的位置的裝置，具備接收部，接收從按照預先確定的位置關系設置于所述對象物的多個RFID標簽發送的電波，并檢測出發送該電波的各RFID標簽的位置；以及處理部，基于由所述接收部檢測出的多個所述RFID標簽的位置的信息，計算出設置了多個該RFID標簽的所述對象物的位置。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述處理部根據由所述接收部進行的所述RFID標簽的位置的檢測中的誤差的概率分布，使用最大似然法計算出所述對象物的位置。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述處理部進一步計算出由多個所述RFID標簽確定的面的法線的方向以及繞該法線的旋轉角。
5.根據權利要求2 4中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述接收部具備具有指向性的接收用天線，并檢測出發送了所接收的來自所述RFID標簽的電波的位置。
6.一種讀取RFID標簽的裝置，具備具有指向性的接收用天線；接收部，通過所述接收用天線接收從按照預先確定的位置關系設置于對象物的多個RFID標簽發送的電波，并檢測出發送該電波的各RFID標簽的位置；以及處理部，根據通過所述接收用天線接收的電波取得所述RFID標簽的信息，基于由所述接收部檢測出的多個所述RFID標簽的位置的信息，計算出設置了多個該RFID標簽的所述對象物的位置。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，還具備供給用于激勵所述RFID標簽的電力的電力供給部。
全文摘要
本發明提供一種檢測對象物的位置的系統以及裝置，不必變更RFID標簽、接收機自身的功能而提高設置了RFID標簽的對象物的位置的檢測精度。在檢測作為設置了RFID標簽(41)的對象物的托盤40的位置的裝置中，具備接收單元(20)，接收從在托盤(40)上按照預先確定的位置關系設置的多個RFID標簽(41)發送的電波，并檢測發送該電波的各RFID標簽(41)的位置；控制單元(30)，基于由該接收單元(20)檢測出的多個RFID標簽(41)的位置的信息，計算出設置了RFID標簽(41)的托盤(40)的位置。
文檔編號G06K7/00GK103034822SQ20121036767
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優先權日2011年9月29日
發明者谷林真, 釜屋大和, 西了, 米澤隆 申請人:國際商業機器公司