专利名称：检测对象物的位置的系统以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用RFID (Radio Frequency IDentification,射频识别)标签来检测对象物的位置的系统以及用于检测的装置。
背景技术：
作为使用RFID标签的检测对象物的位置的以往技术，例如有在专利文献I中公开的系统。在专利文献I中记载的系统是对物品集合体上的RFID标签进行编码并读取的系统。在该系统中，包含多个物品以及多个RFID标签，各物品具有物品识别字符串，RFID标签被安装在各物品上，并通过至少使用物品识别字符串的全部而生成的代码字要素对各RFID 标签进行编码。而且，集合体是将物品保管在多个盒子、托盘、容器或者保管区域中的多个商品。专利文献2示出了被用于这种系统的RFID标签的读取系统的一个例子。
另外，作为其他的以往技术，例如有在专利文献2中公开的系统。在专利文献3中记载的系统中，在作为对象物的架子上，分别设有位置检测天线和架子 无线标签。在位置管理服务器的架子标签管理表中，对每个架子，预先登记被安装在那里的无线标签的ID。而且，位置管理服务器的位置决定部，使用通过各架子上设置的位置检测天线接收的来自其他架子的无线标签的识别信息以及架子标签管理表中存储的数据来决定各架子的位置。
专利文献1:日本特表2010-515999号公报
专利文献2 :日本特表2009-514461号公报
专利文献3 日本特开2007-225448号公报发明内容
作为接收从RFID标签发送的电波的接收机(接收器)，使用根据相控阵天线等的具有指向性的接收机，由此，不只是仅检测出是否有RFID标签，还可以检测出发送了电波的 RFID标签的位置。但是，如果发送了电波的RFID标签和接收机之间的距离变长，则位置的检测误差会变大。
本发明的目的在于提供如下构造可以不变更RFID标签、接收机自身的功能，而提高设置了 RFID标签的对象物的位置的检测精度。
为了达到上述目的，本发明实现为如下系统。该系统是一种读取RFID标签的系统，具备一个或者多个发送用天线，发送用于激励RFID标签的电波；具有指向性的接收用天线，接收从被激励的RFID标签发送的电波；接收部，通过接收用天线接收从按照预先确定的位置关系设置于对象物的多个RFID标签发送的电波，并检测出发送该电波的各RFID 标签的位置；以及处理部，根据通过接收用天线接收的电波取得RFID标签的信息，根据由接收部检测出的多个RFID标签的位置的信息和由接收部进行的RFID标签的位置的检测中的误差的概率分布，使用最大似然法计算出设置了多个RFID标签的对象物的位置和由多个RFID标签确定的面的法线的方向以及绕法线的旋转角。
另外， 达到上述目的的另一个本发明是一种检测设置了 RFID标签的对象物的位置的装置，具备接收部，接收从按照预先确定的位置关系设置于对象物的多个RFID标签发送的电波，并检测出发送该电波的各RFID标签的位置；以及处理部，基于由该接收部检测出的多个RFID标签的位置的信息，计算出设置了多个RFID标签的对象物的位置。
另外，达到上述目的的又一个本发明是一种读取RFID标签的装置，具备具有指向性的接收用天线；接收部，通过接收用天线接收从按照预先确定的位置关系设置于对象物的多个RFID标签发送的电波，并检测出发送该电波的各RFID标签的位置；以及处理部， 根据通过接收用天线接收的电波取得RFID标签的信息，基于由接收部检测出的多个RFID 标签的位置的信息，计算出设置了多个RFID标签的对象物的位置。
根据本发明，可以提高在检测设置了 RFID标签的对象物的位置的系统中的位置的检测精度。
图1是表示应用本实施方式的位置检测系统的结构例的图。
图2是表示本实施方式中的控制单元的功能结构例的图。
图3是表示本实施方式中使用的托盘的结构例的图。
图4是说明根据本实施例的RFID标签的检测位置的测定误差的图。
图5是说明利用最大似然法的托盘的位置的推定方法的图。
(附图标记说明)
10 :发送单元；20 :接收单元；30 :控制单元；40 :托盘；41 =RFID标签；50 :服务器装置。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
<位置检测系统的系统结构例>
本实施方式能够应用于构成为检测设置了 RFID标签的对象物的位置的各种系统。此处，作为那样的系统的一个例子，说明在装载货物的托盘上设置RFID标签并使用从该RFID标签发送的电波检测出作为对象物的托盘的位置的系统。
图1是表示应用本实施方式的位置检测系统的结构例的图。
图1所示的位置检测系统具备发送单元10、接收单元20以及控制单元30。这些如后述那样作为RFID标签的读取装置发挥功能。另外，根据本系统的位置检测的对象物是托盘40，并在该托盘40中在预先确定的位置上设置有多个RFID标签41 (参照图3)。进一步地，控制单元30经由例如LAN (Local Area Network,局域网)等连接单元被连接到服务器装置50上。
发送单元10 (电力供给部)具备用于发送电波的发送用天线11。该发送单元10 通过控制单元30的控制来发送用于激励托盘40的RFID标签41的电波，并向RFID标签41 供给电力。在本实施方式的位置检测系统中，可以设置I个或者多个发送单元10。在设置多个发送单元10的情况下，根据直到发送单元10可以激励的RFID标签41的距离等，以针对每个特定幅度的空间分配一个发送单元10的方式，配置各发送单元10。具体地，例如，以使各发送单元10之间的距离成为等间隔的方式进行配置。另外，在设置多个发送单元10的情况下，各发送单元10是一个一个地依次被驱动。
接收单元20接收从RFID标签41发送的电波，其中，该RFID标签41由发送单元10 供给电力并激励。该接收单元20具备有相控阵天线等具有指向性的接收用天线21。由此， 接收单元20不仅检测有无RFID标签41，还可以按某一程度的精度测量发送电波的RFID标 签41的位置。也就是说，通过具有指向性的接收用天线21接收来自RFID标签41的电波， 由此确定作为发送该电波的位置的RFID标签41的位置。
控制单元30控制发送单元10来使其发送用于激励RFID标签41的电波。在系统 中设置有多个发送单元10的情况下，按照预先确定的顺序以及时间间隔，从各发送单元10 依次发送电波。另外，控制单元30解析接收单元20接收的电波并计算出(推定)设置有发 送电波的RFID标签41的托盘40 (位置检测的对象物)的位置。进一步地，控制单元30被 连接到服务器装置50，并向服务器装置50发送接收了来自RFID标签41的电波的时刻、托 盘40的位置的推定结果等信息。
图2是表示控制单元30的功能结构例的图。
如图2所示，本实施方式的控制单元30具备控制由发送单元10进行的电波的发 送的发送控制部31 ;接受接收单元20接收电波而输出的电信号的接受部32 ;解析接受部 32接受的信号并计算出(推定)托盘40的位置的处理部33 ；以及向服务器装置50发送由 处理部33进行的解析结果(推定结果)等信息的信息发送部34。
托盘40是载置物品(货物)而使用的装卸台，是应用本实施方式的位置检测系统进 行的位置检测的对象物。在图1中，记载了 I台托盘40，但是实际上可以是将多台托盘40 作为位置检测的对象。一般地，作为装卸台的托盘的形状、尺寸有各种规格，但是在本实施 方式中，将一个边是Im的正方形的板状部件的情况作为例子进行说明。
图3是表示本实施方式中使用的托盘40的结构例的图。
如图3所示，在本实施方式的托盘40上，四个角落各一个地设置有合计4个RFID 标签41。在本实施方式中，作为RFID标签41，使用从发送单元10供给电力而激励的无源 型的标签。各RFID标签41具有识别信息，因此，能够识别各个RFID标签41。另外，通过识 别该RFID标签41，能够识别设置有各RFID标签41的托盘40。
服务器装置50从控制单元30取得信息并保存到磁盘装置等存储单元中。保存的 信息被利用于托盘40上载置的物品的库存管理等。
另外，图1所示的位置检测系统只不过表示应用本实施方式的系统的一个例子， 并不是限定能够应用本实施方式的系统结构。本实施方式可以广泛地应用于进行设置了 RFID标签41的对象物的位置检测的系统。例如，在图1所示的系统结构中，独立设置了发 送单元10和接收单元20，但是也可以应用于使用合并具有用于向RFID标签41供给电力 的电波的发送功能和从RFID标签41发送的电波的接收功能的一般的RFID读出器的系统。 另外，在本实施方式中，作为RFID标签41使用无源型的标签，但是也可以应用于使用内置 了电源并通过自身的电力发送电波的有源型的标签的系统。
<托盘40的位置的计算>
接下来，说明根据本实施方式的托盘40的位置的计算方法。
如上所述，在一个边是Im的正方形的托盘40的四个角落上设置有RFID标签41。 对各RFID标签41赋予了识别信息，能够识别各RFID标签41。下面，在区别4个RFID标签41的情况下，附加添标Γ4而记载为RFID标签41-1、RFID标签41-2, RFID标签41-3, RFID 标签 41-4。
RFID标签41以及托盘40的位置由如下坐标确定该坐标设定在接收单元20能够接收到从RFID标签41发送的电波的范围的一定的空间(以下称为对象空间)。此处，设为托盘40的位置由托盘40的中心点的位置(坐标值)确定。另外,详细的内容在后面记述, 关于托盘40，还确定其姿势(方向以及旋转角)。
如上所述，通过在接收单元20中使用具有指向性的接收用天线21，能够测量发送了电波的RFID标签41的位置。但是，在该测量精度中存在某种程度的误差。因此，RFID 标签41的位置由一定的概率分布表示。因此，在本实施方式中，检测出设置在托盘40上的 (即，确定了相互位置关系的)4个RFID标签41并测量其位置，根据测量的RFID标签41的位置(以下称为检测位置)基于上述概率分布推定托盘40的中心位置。
图4是说明RFID标签41的检测位置的测定误差的图。另外，实际的检测位置的测定误差发生在3维空间中，但是，在图示的例子中，为了简化而作为在2维平面上发生的误差进行说明。
在图4中，用圆圈标记“〇”表示设置在托盘40的四个角落上的RFID标签41-1、 41-2、41-3、41-4的实际的位置。而且，用叉标记“ X ”表示从基于接收单元20的电波的接收结果中测定的各RFID标签41-1、41-2、41-3、41-4的检测位置的例子。另外,用虚线表示针对各RFID标签41-1、41-2、41-3、41-4的测定误差的分布所涉及的范围(以下称为误差分布范围)。
此处，配置在托盘40的四个角落上的RFID标签41-1、41-2、41-3、41_4的实际位置构成一个边的长度是Im的正方形。也就是说，RFID标签41-1和RFID标签41_2之间、 RFID标签41-2和RFID标签41_3之间、RFID标签41_3和RFID标签41_4之间、RFID标签 41-4和RFID标签41-1之间的距离分别是lm。另外，如果设想连接上述各组RFID标签41 的线段，则相邻的线段彼此所构成的角度是90度。
在图4中，各RFID标签41-1、41-2、41-3、41_4的检测位置分别可能出现在以用圆圈标记“O”表示的实际的位置为中心的误差分布范围内。但是，根据与实际位置的距离，检测位置出现的概率(检测出RFID标签41的概率)不同。大体上，在与实际位置近的位置上检测出RFID标签41的概率高，离实际位置越远，检测出RFID标签41的概率越低。因此， 利用在该位置检测中的误差的概率分布，根据各RFID标签41-1、41-2、41-3、41-4的检测位置推定托盘40的中心位置。作为具体的推定方法，例如可以使用最大似然法。另外，关于位置检测中的误差的概率分布，根据RFID标签41的种类、接收单元20的性能等而不同，因此有必要预先实际进行测定。
<根据最大似然法的托盘40的 位置的推定>
图5是说明根据最大似然法的托盘40的位置的推定方法的图。
在图5所示的例子中，在对象空间中设定有3维坐标(X，y, z)。而且，将坐标的原点设为托盘40的中心位置，将RFID标签41-1、41-2、41-3、41-4的实际位置分别设为p1、 p2、p3、p4o
此处，将pl、p2、p3、p4的坐标值设为
式I
权利要求
1.一种读取RFID标签的系统，具备一个或者多个发送用天线，发送用于激励所述RFID标签的电波；具有指向性的接收用天线，接收从被激励的所述RFID标签发送的电波；接收部，通过所述接收用天线接收从按照预先确定的位置关系设置于对象物的多个RFID标签发送的电波，并检测出发送该电波的各RFID标签的位置；以及处理部，根据通过所述接收用天线接收的电波取得所述RFID标签的信息，根据由所述接收部检测出的多个所述RFID标签的位置的信息和由所述接收部进行的所述RFID标签的位置的检测中的误差的概率分布，使用最大似然法计算出设置了多个该RFID标签的所述对象物的位置和由多个该RFID标签确定的面的法线的方向以及绕该法线的旋转角。
2.一种检测设置了 RFID标签的对象物的位置的装置，具备接收部，接收从按照预先确定的位置关系设置于所述对象物的多个RFID标签发送的电波，并检测出发送该电波的各RFID标签的位置；以及处理部，基于由所述接收部检测出的多个所述RFID标签的位置的信息，计算出设置了多个该RFID标签的所述对象物的位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理部根据由所述接收部进行的所述RFID标签的位置的检测中的误差的概率分布，使用最大似然法计算出所述对象物的位置。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理部进一步计算出由多个所述RFID标签确定的面的法线的方向以及绕该法线的旋转角。
5.根据权利要求2 4中的任一项所述的装置，其特征在于，所述接收部具备具有指向性的接收用天线，并检测出发送了所接收的来自所述RFID标签的电波的位置。
6.一种读取RFID标签的装置，具备具有指向性的接收用天线；接收部，通过所述接收用天线接收从按照预先确定的位置关系设置于对象物的多个RFID标签发送的电波，并检测出发送该电波的各RFID标签的位置；以及处理部，根据通过所述接收用天线接收的电波取得所述RFID标签的信息，基于由所述接收部检测出的多个所述RFID标签的位置的信息，计算出设置了多个该RFID标签的所述对象物的位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还具备供给用于激励所述RFID标签的电力的电力供给部。
全文摘要
本发明提供一种检测对象物的位置的系统以及装置，不必变更RFID标签、接收机自身的功能而提高设置了RFID标签的对象物的位置的检测精度。在检测作为设置了RFID标签(41)的对象物的托盘40的位置的装置中，具备接收单元(20)，接收从在托盘(40)上按照预先确定的位置关系设置的多个RFID标签(41)发送的电波，并检测发送该电波的各RFID标签(41)的位置；控制单元(30)，基于由该接收单元(20)检测出的多个RFID标签(41)的位置的信息，计算出设置了RFID标签(41)的托盘(40)的位置。
文档编号G06K7/00GK103034822SQ20121036767
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年9月29日
发明者谷林真, 釜屋大和, 西了, 米泽隆 申请人:国际商业机器公司