JP2007080102A - Object attitude detection system, mobile object comprising the same, radio tag label and radio tag information reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an object posture detection system capable of detecting the posture of an object, a moving body provided with the object posture detection system, a wireless tag label, and a wireless tag information reader.
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。 An RFID (Radio Frequency Identification) system that reads / writes information in a non-contact manner between a small wireless tag and a reader (reading device) / writer (writing device) is known. The wireless tag circuit element included in the wireless tag includes an IC circuit unit that stores predetermined wireless tag information and an antenna that is connected to the IC circuit unit and transmits and receives information, and the wireless tag is dirty. Even if it is placed in an invisible position, it is possible to access (read / write information) the RFID tag information of the IC circuit section from the reader / writer side, product management, inspection process, etc. Practical use is expected in various fields.
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。
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。 In recent years, with the advancement and improvement of technology, opportunities for distribution of precision machines such as large-capacity hard disks have increased dramatically. Such a precision machine may break down due to the impact, for example, when it falls on its side due to load collapse during transportation or carelessness during loading and unloading. In addition, in the case of brittle products such as ceramics and glass, there is a possibility that the product will be damaged by an impact when it is laid down. On the other hand, there are some goods that have a problem in posture during transportation due to their functions, such as a refrigerator. Therefore, in addition to accurate delivery of packages, the logistics service is required to transport each package in a normal posture.
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。 However, in the above-described prior art, it is only necessary to check whether or not the package is unloaded as scheduled. For this reason, even if, for example, the package is laid down or turned over due to collapse of the load during delivery, the posture state of the package cannot be detected. That is, it is possible to accurately deliver the package, but it is not possible to check whether the package is being transported in a normal posture. As a result, there is a possibility that the contents of the package may be broken or damaged during the delivery or the function may be deteriorated, and the serviceability of the logistics service may be lowered. In addition, although a three-dimensional acceleration sensor is used to detect the fall state of a hard disk or the like, it is very expensive and requires a power source. In addition, it is difficult to detect the posture of the luggage.
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。 An object of the present invention is to provide an object posture detection system capable of detecting the posture of an object, a moving body including the object posture detection system, a wireless tag label, and a wireless tag information reading device.
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。 To achieve the above object, the first invention provides an object to be detected, a plurality of RFID circuit elements provided in a predetermined arrangement on the object, and a communication means for performing wireless communication with the plurality of RFID tag circuit elements. And posture detection means for detecting the posture of the object based on the communication result of the communication means.
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。 In the object posture detection system of the first invention of the present application, a plurality of RFID circuit elements are provided on the object to be detected, and the communication means performs wireless communication with the plurality of RFID circuit elements, and based on the communication result. The posture of the object is detected by the posture detection means. By detecting the posture of the object remotely and in a non-contact manner as described above, it is possible to identify the quality of the posture of the object, the change in posture, the direction of rotation, and the like.
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。 According to a second aspect, in the first aspect, the posture detection unit includes a direction detection unit that detects an arrangement direction of the plurality of RFID tag circuit elements from the communication unit.
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。 By detecting the arrangement direction of the plurality of RFID tag circuit elements by the direction detection means, for example, the detected direction of the plurality of RFID tag circuit elements is greatly different from the direction to be detected when the object is in a normal posture. If it is, the object can be recognized as being in an abnormal posture without contact.
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。 In a second aspect based on the second aspect, the posture detection means includes distance detection means for detecting distances from the communication means to the plurality of RFID tag circuit elements.
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。 By combining the direction detection by the direction detection means and the distance detection by the distance detection means, the position detection of the RFID circuit element can be accurately performed, so that the posture detection of the object can be performed with higher accuracy. Further, by performing this highly accurate posture detection over time, it is possible to identify a change in the posture of the object, the direction of rotation, and the like with high accuracy.
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。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, each of the plurality of RFID tag circuit elements stores and holds arrangement object information indicating that the plurality of RFID tag circuit elements are arranged on the common object. And
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。 Thus, even when a plurality of objects exist within the communication range and information is read at once from the RFID tag circuit elements of the plurality of objects by the communication means, the large number of pieces of information can be easily obtained using the arrangement object information. It becomes possible to sort and organize each object.
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。 According to a fifth aspect, in the fourth aspect, the posture detection unit includes a placement object information acquisition unit that acquires the placement object information based on a communication result of the communication unit.
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。 Even if there are multiple objects within the communication range and information is read at once from the RFID circuit elements of these multiple objects by the communication means, the arrangement object information obtained by the arrangement object information acquisition means Can be easily sorted and organized for each object.
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。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the plurality of RFID tag circuit elements have different positions in the height direction in the predetermined posture of the corresponding object as the predetermined arrangement. 2 includes two RFID circuit elements arranged on the object.
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。 Thereby, for example, when an object is arranged upside down, the positional relationship between the two RFID circuit elements is reversed, and an abnormal posture can be reliably identified.
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。 According to a seventh invention, in any one of the first to fifth inventions, the plurality of RFID circuit elements are arranged at four locations that are not located on the same plane among the corresponding objects as the predetermined arrangement. It includes four RFID tag circuit elements arranged.
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。 As a result, even if three RFID circuit elements are present on the same plane at the time of detection, the remaining one is not located on the plane, so that the posture of the object and its change are reliably detected. be able to.
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。 The eighth invention is characterized in that, in the seventh invention, analysis is performed by selecting, from the four RFID tag circuit elements, the three RFID tag circuit elements having the largest movement amount from the posture to be compared.
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。 Thereby, the influence of the error in the coordinate detection of the RFID circuit element can be minimized.
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。 A ninth invention is characterized in that, in the seventh invention, the four RFID circuit elements are arranged at four vertex positions of virtual tetrahedrons arranged on the object.
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。 Arranging four RFID circuit elements at the vertices of a regular tetrahedron shape having the same length of each of the six sides, setting the appropriate coordinates for these RFID circuit elements, and performing calculation processing when performing position detection calculation It becomes possible to simplify and improve the processing speed.
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。 According to a tenth aspect, in the ninth aspect, the center of gravity of the virtual tetrahedron is substantially coincident with the position of the center of gravity of the object.
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。 By making the centroids coincide with each other, it is possible to simplify the analysis process and improve the processing speed when analyzing the motion such as the posture change or rotation of the object by calculation.
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。 According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, a difference between a reference posture predetermined with respect to the object and the posture of the object detected by the posture detecting means exceeds a predetermined allowable range. In this case, there is provided a notification control signal output means for outputting a signal for notifying the fact by the notification means.
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。 This makes it possible for the operator to reliably recognize such an abnormal posture when the posture deviates from the reference posture beyond the allowable range.
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。 In a twelfth aspect according to any one of the first to eleventh aspects, the posture detection unit includes a movement detection unit that detects a change in the posture of the object based on detection results of the posture detection unit at different timings. It is characterized by that.
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。 By detecting the change in the posture of the object by the motion detection means, it is possible to identify the change in the posture of the object, the direction of rotation, and the like.
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。 In a thirteenth aspect based on the twelfth aspect, the object is a sphere used for ball games, and the motion detection means detects a rotation direction of the sphere.
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。 Thus, for example, the changing ball type thrown by the pitcher in baseball or softball, the spin direction in the tennis rally, the rotation direction of the ball intentionally given by the player in soccer, volleyball, bowling, table tennis, etc. Can be detected.
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。 In a fourteenth aspect based on the thirteenth aspect, display control signal output means for outputting a signal for displaying corresponding ball type information on the display means based on the rotation direction of the sphere detected by the motion detection means. It is characterized by having.
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。 As a result, for example, baseball or softball pitcher pitch type determination, spin direction determination in tennis rally, etc., which are conventionally performed by human eyes, can be performed automatically and with high accuracy in a short time without relying on human hands. Can do. It is also possible to display the game center's pitching simulator to confirm that the ball thrown by the player was indeed the intended change ball, or to entertain the player by displaying the rotation trajectory of the pitch, etc. It becomes possible.
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。 To achieve the above object, according to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided communication means for performing wireless communication with a plurality of RFID tag circuit elements provided in a predetermined arrangement on an object to be detected, and the object based on a communication result by the communication means. And posture detecting means for detecting the posture of the camera.
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。 In the RFID tag information reading device according to the fifteenth invention of the present application, a plurality of RFID circuit elements are provided on the object whose posture is to be detected, and the communication means performs wireless communication with these RFID circuit elements, and the communication result Based on the above, the posture of the object is detected by the posture detecting means. By detecting the posture of the object remotely and in a non-contact manner as described above, it is possible to identify the quality of the posture of the object, the change in posture, the direction of rotation, and the like.
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。 In a sixteenth aspect based on the fifteenth aspect, the communication means includes an antenna composed of a plurality of antenna elements and directivity control means for changing the directivity direction of the antenna.
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。 The communication means communicates with a plurality of RFID circuit elements while changing the directivity direction of the antenna by the directivity control means, so that the attitude and attitude change behavior of the managed object in a wide range can be detected.
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。 In a seventeenth aspect based on the sixteenth aspect, the directivity control means sets the antenna polarization to a circular polarization.
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。 By using circularly polarized waves, for example, even when an object provided with a RFID circuit element falls down from a normal state, communication with the RFID circuit element in that state can be performed reliably. it can.
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。 In order to achieve the above object, according to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided an RFID tag attached to an object for detecting the posture of the object to be detected, the IC circuit unit storing information, and the IC circuit unit A plurality of RFID circuit elements provided in a predetermined arrangement corresponding to the normal posture of the object, and a notation with a predetermined notation corresponding to the normal posture of the object Part.
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。 By providing the notation portion corresponding to the normal posture of the object, the RFID tag label including a plurality of RFID circuit elements can be easily and correctly attached to the object according to the notation portion. The communication means wirelessly communicates with a plurality of RFID tag circuit elements provided on the RFID label correctly attached in this manner, so that the posture of the object is detected based on the communication result. Can be identified.
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。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the eighteenth aspect, the plurality of RFID circuit elements include an upper RFID circuit element disposed at a position corresponding to an upper side in the normal posture of the object, and the object. And a downward RFID circuit element disposed at a position corresponding to the lower side in the normal posture.
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。 Thus, for example, when the object is arranged upside down, the upper RFID circuit element that should be upper is positioned below, and the lower RFID circuit element that should be lower is positioned above, Since the positional relationship between the two RFID circuit elements is reversed, an abnormal posture can be reliably identified.
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。 According to a twentieth aspect, in the eighteenth or nineteenth aspect, each of the plurality of RFID tag circuit elements stores and holds arrangement object information indicating that the plurality of RFID tag circuit elements are arranged on the common object.
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。 As a result, even when a plurality of objects exist within the communication range and information is read from the RFID tag circuit elements of the plurality of RFID labels provided on the plurality of objects to the apparatus side at a time, such a large amount of information is stored. It is possible to easily sort and organize each object using the arrangement object information.
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。 In order to achieve the above object, a twenty-first invention is characterized by comprising the object posture detection system according to any one of the first to fourteenth inventions.
本発明によれば、物体の姿勢を検出することができる。 According to the present invention, the posture of an object can be detected.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example in which the present invention is applied to, for example, a logistics service for delivering packages by truck.
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。 FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a delivery truck provided with an article posture detection system which is an embodiment of an object posture detection system of the present invention.
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。
In FIG. 1, a delivery truck 1 (moving body) has a driver's
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。
The antennas 101-1 to 101-4 are phased array antennas that detect the elevation angle of the RFID circuit element To provided in each package by so-called phased array control (details will be described later). It is installed at four places in the vicinity of the top, bottom, left and right. In this embodiment, it is provided at four places, but it may be provided only at two places on the left and right of the upper part of the loading /
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。
The
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。
The
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。
FIG. 2 is a view of the interior of the
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。
In FIG. 2, four
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。
FIG. 3 is a side view of the
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。
As shown in FIG. 3, the tag label T has a plurality (two in the longitudinal direction in this embodiment) of RFID tag circuit elements To, that is, RFID tag circuit elements To4-1 (upward RFID circuit elements) on the upper side, The RFID tag circuit element To4-2 (downward RFID circuit element) is provided on the lower side, and the notation T4a on which the characters “top and bottom” are printed is provided on the surface thereof as described above. . When the tag label T is affixed to the package, the tag label T is affixed so that the character “top” is upward and the character “ground” is downward. In this case, the character “Tenchi” is printed on the tag label T.
Other expressions such as “DOWN” and “upper and lower” in which the positional relationship in the vertical direction can be understood may be printed, or symbols and animal pictures may be printed. Further, not limited to printing, the notation T4a of the tag label T may be engraved or a photograph or the like may be pasted.
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。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the RFID circuit element To provided in the tag labels T4 to T7 attached to the
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。
In FIG. 4, the RFID circuit element To is an antenna 151 (tag-side antenna) that performs non-contact signal transmission / reception with the antennas 100-1 to 100-4 connected to the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an ID stored in the
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。
In FIG. 5, the ID stored in the
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。
FIG. 6 is a functional block diagram showing details of the functional configuration of the
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。
In FIG. 6, a
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。
FIG. 7 is a functional block diagram showing detailed configurations of the RF
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。 In FIG. 7, antennas 101-1 to 101-4 include one transmission antenna (antenna element) 10 and a plurality (eight in this example) of reception antennas (antenna elements) 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H (partially omitted for the sake of complexity, the same applies hereinafter).
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。
The RF
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。
The
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。
The
Locked Loop) 213, VCO (Voltage Controlled Oscillator) 214, and a carrier wave generated by the carrier wave generator based on a signal supplied from the CPU 121 (in this example, based on a “TX_ASK” signal from the CPU 121) Amplifying modulation transmission transmission circuit 216 (in the case of “TX_ASK signal”, an amplification factor variable amplifier or the like may be used), and a modulated wave modulated by
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。
The receiving
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。
The outputs of the reception
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。
The
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。
In the article
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。
FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure of the posture determination control performed by the
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。
In FIG. 8, when the
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。
First, in step S51, it is determined whether or not the cycle T1 has elapsed after the power source of the
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。
In step S300, each RFID circuit element To (To-1, To-) of the tag label T (T4 to T7) affixed to all the packages loaded in the luggage compartment 3 (
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。 In the next step S400, the related ID for extracting the IDs of the RFID circuit elements To provided in the same package (the same tag label T) from the IDs of the RFID circuit elements To detected in the above step S300. An extraction process is performed (details will be described later). The related ID extraction process is also performed for each ID detected via the antennas 101-1 to 101-4 in the ID detection process.
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。 In the next step S500, a posture detection process is performed to detect the posture of the object provided with the RFID circuit element To related to the related ID extracted in step S400 and to determine whether or not the posture is normal ( Details will be described later). This posture detection process is also performed for each related ID detected and extracted via the antennas 101-1 to 101-4.
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。 In the next step S52, it is determined whether or not it is determined in step S500 that the baggage posture is abnormal. When normal posture is detected via all antennas 101-1 to 101-4 (in other words, the posture is normal for all the related IDs detected and extracted via each antenna 101-1 to 101-4) If it is determined), the determination is not satisfied and the process returns to step S51. On the other hand, if any one of the antennas 101-1 to 101-4 detects an abnormal posture (in other words, detected and extracted via at least one of the antennas 101-1 to 101-4). If it is determined that the posture of the related ID is abnormal), the determination is satisfied, and the routine goes to the next Step S53.
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。
In step S <b> 53, a control signal is output to the
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。 FIG. 9 is a flowchart showing a detailed procedure of the ID detection process in step S300. In this ID detection processing, a so-called phased array in which the direction of the main lobe (= direction of reception directivity) of the receiving antennas 11A to 11H of each of the antennas 101-1 to 101-4 is changed in a single direction is maintained. Take control. At that time, an angle in the main lobe direction (hereinafter, referred to as a main lobe direction angle as appropriate) from a certain reference position (in this embodiment, the substantially horizontal direction when viewed from the antennas 101-1 to 101-4 is 0 °) is defined as θ. This main lobe direction angle θ is changed every predetermined step θSTEP.
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。 In step S310, when starting the phased array control, the initial value of the main lobe direction angle θ indicating the main lobe direction is set to θa. In the present embodiment, θa = 0 ° (substantially horizontal direction) as described above.
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。
In the next step S320, the phases related to the receiving
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。
Specifically, in general, the phase difference of the received signal between adjacent antenna elements of the received radio wave is defined as (2) where the distance between adjacent receive antenna elements is d, the wavelength of the received radio wave is λ, and the main lobe direction angle is θ Since π · d · cos θ) / λ, the corresponding phase difference is given to the
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。
Thereafter, in step S330, an inquiry is made from the transmitting
The “ALL ID” signal or “PING” signal that is transmitted multiple times in a hierarchical manner is used. On the other hand, the
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。
In the next step S340, a response signal (= reply signal; wireless tag information such as tag identification ID information) transmitted from the RFID circuit element To of the tag label T of each package corresponding to the inquiry signal is received by the receiving antennas 11A to 11A. 11H, the phase is controlled by the
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。 In step S360, θ is set in advance as a final value when the main lobe direction angle θ is sequentially changed (for example, −90 ° for the antennas 101-1, 101-2, and the antennas 101-3, 101-4). Then, it is determined whether or not it becomes equal to 90 ° or the like. Since θ = θa is initially satisfied, the determination is not satisfied, and θSTEP determined in advance in step S365 (for example, θSTEP = −5 ° for the antennas 101-1 and 101-2, and θSTEP = 5 for the antennas 101-3 and 101-4). )), The process returns to step S320, and the same procedure is repeated.
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。 In this way, steps S320 to S365 are repeated, and θSTEP is added to the value of θ in small increments, and the main lobe direction angle θ is set while maintaining the direction of the main lobe (directivity) generated by all the receiving antennas 11A to 11H in a single direction. While gradually changing, signal transmission and reception are repeated and the received signal is stored each time. If θ = θEND, the determination in step S360 is satisfied, and the routine goes to step S370.
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）。
In step S370, the tag identification ID information is stored in the
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）。 In step S380, for each tag ID stored in step S370 based on the signal strength stored in step S350 during the repetition of steps S320 to S365, the directivity direction in which the RFID circuit element To exists (each (Elevation angle viewed from antennas 101-1 to 101-4) [theta] T is determined (for example, the main lobe direction angle direction having the highest signal intensity).
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。
In the next step S390, the elevation angle θT of each RFID circuit element To determined in step S380 is stored in the
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。
Since the inquiry signals output from the antennas 101-1 to 101-4 are output with a certain extent in the horizontal direction (in other words, the depth direction of the luggage compartment 3), the main lobe as in the present embodiment. Even if the direction angle θ is changed only in the vertical direction, the
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。 FIG. 10 is a flowchart showing the detailed procedure of the related ID extraction process in step S400 of FIG.
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。
First, in step S405, whether or not the tag ID and the elevation angle are written in the ID table stored in the
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。 In step S410, one of the tag IDs written in the ID table (for example, the ID of the first row, hereinafter referred to as “ID1”) is acquired.
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。 In the next step S415, the common part (see FIG. 5; hereinafter referred to as “C1”) of ID1 acquired in step S410 is acquired.
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。 In the next step S420, the next ID of the tag IDs written in the ID table (for example, the ID of the next row after ID1, hereinafter referred to as “ID2”) is acquired.
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。 In the next step S425, the common part (hereinafter referred to as “C2”) of ID2 acquired in step S420 is acquired.
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。 In the next step S430, it is determined whether or not the acquired common part C1 of ID1 and common part C2 of ID2 match. If they match, the determination is satisfied and the routine goes to the next Step S435.
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。
In step S435, ID2 having the common part C2 that matches the common part C1 is temporarily stored in the
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。
In step S440, it is determined whether all tag IDs written in the ID table have been acquired. If all the tag IDs have not been acquired, the determination is not satisfied and the routine goes to the previous step S420. By repeating these steps S420 to S440, it is compared whether or not the common part C1 of ID1 matches the common part of all IDs written in the ID table other than ID1, and all the matching IDs are stored in the
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。
In step S445, it is determined whether or not ID2 is temporarily stored in the
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）。
In step S450, ID1 and all ID2 are stored in the
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。
In the next step S455, all ID2 temporarily stored in step S435 is deleted from the ID table, and the process proceeds to next step S460. If ID2 is not temporarily stored in the
ステップＳ４６０では、ＩＤ１をＩＤ表から削除し、ステップＳ４０５に戻る。 In step S460, ID1 is deleted from the ID table, and the process returns to step S405.
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。 As described above, in the related ID extraction process, steps S405 to S460 are repeated until the ID table becomes empty. As a result, the tag ID with the common part, that is, the ID of the RFID circuit element To provided in the same package (tag label T) is extracted.
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。 FIG. 11 is a flowchart showing a detailed procedure of the posture detection process in step S500 of FIG.
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。
First, in step S510, it is determined whether an ID set table is stored in the
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。 In step S520, an independent part of a plurality (two in this embodiment) of IDs written in the ID set table is acquired.
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。 In the next step S530, the IDs are arranged in ascending order (in the order of decreasing numbers of the independent parts) using the independent parts of the two IDs acquired in step S520.
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。 In the next step S540, the elevation angles of the two IDs arranged in ascending order using the independent part in step S530 are acquired in that order.
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。 In the next step S550, it is determined whether or not the elevation angles acquired in step S540 are arranged in ascending order. If they are arranged in ascending order (including the case where both elevation angles are equal in this embodiment), the determination is satisfied and the routine goes to Step S560, where the posture of the baggage equipped with the RFID circuit elements To according to these IDs is normal. This flow is terminated. On the other hand, if the elevation angles are not arranged in ascending order, the determination is not satisfied and the routine goes to Step S570, where it is determined that the posture of the baggage is abnormal and this flow ends.
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。 In the present embodiment, when the elevation angle acquired in step S540 is the same, it is determined to be normal. However, the present invention is not limited to this. For example, when θSTEP is sufficiently small and the detection accuracy of the elevation angle is fine. The case where the elevation angles are the same may be determined as abnormal. Further, in this embodiment, the posture is determined only in the order of the elevation angles, but for example, a difference from the normal elevation angle is calculated, and if the elevation angle difference exceeds a predetermined allowable range, an abnormality is determined. You may make it determine. By doing so, it is possible to determine a posture abnormality more accurately and to reduce the influence of an elevation angle detection error or the like.
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。
12-15 is a figure for demonstrating the attitude | position determination processing of the luggage | load performed by the article attitude |
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。
In FIG. 12A, θ1 to θ4 are elevation angles detected via the antennas 101-1 to 101-4 for the RFID circuit elements To4-1 and To4-2 of the tag label T4 of the
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。
As shown in FIG. 13, here, the ID and elevation angle of the RFID circuit elements To4-1, To4-2, To7-1, To7-2 of the
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）。 From the ID table of FIG. 13, those having the same ID common part are extracted by the related ID extraction process (see FIG. 10) described above. FIG. 14A shows a case where an ID common part “0x1234567” is extracted, and shows the ID set table 1 related to the package 4 (tag label T4). FIG. 14B shows a case where the ID common part “0x9876543” is extracted, and shows the ID set table 2 related to the package 7 (tag label T7) (see step S450 in FIG. 10). .
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。
Next, each of the ID set tables 1 and 2 in FIG. 14 is rearranged in ascending order using the ID independent unit by the above-described attitude detection process (see FIG. 11). FIG. 15A shows the rearrangement of the ID set table 1 related to the
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。
In this state, posture determination is performed for the
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。
In the above, the
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。
Further, the antennas 101-1, 101-2, 101-3, 101-4, the RF
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。 In the present embodiment configured as described above, based on detection signals of a plurality of (two in the present embodiment) RFID circuit elements To provided in each package, the packages of the packages provided with the RFID circuit elements To are provided. It detects whether the posture is normal. As a result, the posture of the luggage can be detected remotely without contact, and the quality of the luggage posture can be identified. As a result, even if the baggage is laid down or turned over due to a collapse of the load during delivery, the posture state of the baggage can be detected immediately, and the driver can immediately stop the truck and correct the baggage posture. Can do. In addition, even when the luggage falls down due to the carelessness of the operator during the loading and unloading work, the attitude state of the luggage can be detected immediately, and the operator can immediately correct the attitude of the luggage. From the above, it is possible to reduce the possibility that the baggage becomes in an abnormal posture during delivery or loading / unloading of the baggage, causing the contents to malfunction or break, or to cause functional deterioration.
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。 In the present embodiment, in particular, the elevation angle of each RFID circuit element To is detected, and it is determined whether the posture of the luggage is normal based on the elevation angle. As a result, the information of each RFID circuit element To is arranged so that the elevation angle is in descending order (or in ascending order), and then the elevation angle of each RFID circuit element To is in descending order (or in ascending order). Whether or not the posture of the luggage is good can be determined only by determining whether or not it is present. As a result, compared to a case where the posture of the luggage is determined by calculating a difference from the value of the elevation angle when the luggage is in a normal posture and determining whether the difference is larger than a predetermined reference value, The procedure for determining the posture of the luggage can be simplified, and the posture can be easily determined without complicating the calculation.
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。
Further, in the present embodiment, in particular, the ID information written in the
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。 In the present embodiment, in particular, the tag label T having the RFID circuit elements To at the two ends is attached so as to correspond to the vertical direction of the package. Provide differently. As a result, the positional relationship between the two RFID circuit elements To is the same when the package is laid down, and the positional relationship between the two RFID circuit elements To when the package is disposed upside down. Since the reverse is true, posture abnormalities can be reliably identified.
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。
In this embodiment, particularly, when it is determined that the posture of the luggage is abnormal, the
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。 In this embodiment, in particular, a plurality of antennas (four in this embodiment) are provided vertically and horizontally for wireless communication with the RFID circuit element To provided in each package. As a result, even a change in the posture of the baggage that is difficult to detect with a single antenna can be reliably detected.
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。 In the present embodiment, in particular, a plurality (two in the present embodiment) of RFID tag circuit elements To are provided on the tag label T, and a plurality of tag labels T are attached to the package to detect the posture of each package. A radio tag circuit element To is provided. As a result, it is possible to easily and easily provide a plurality of RFID circuit elements To in each package, compared to a case in which a plurality of RFID circuit elements To are provided in each package. Furthermore, the tag label T can be attached at a position that is easy to read according to the installation status of the antenna, the stacking status of the packages, and the like.
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。 In the present embodiment, in particular, a notation portion Ta is provided on the surface of the tag label T. The notation portion Ta has a notation (“top and bottom” in the present embodiment) corresponding to the normal posture of the package to which the tag label T is attached. Thereby, the tag label T can be easily attached to the package in the correct direction according to the notation portion Ta. By sticking the tag label T in the correct direction in this way, the positional relationship between the plurality of RFID circuit elements To included in the tag label T is also correct, and as a result, the posture of the package can be detected with high accuracy.
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。
In the above embodiment, the polarization plane direction of the antenna is not particularly mentioned, but depending on the correspondence between the polarization plane direction of the antennas 101-1, 2, 3, 4 and the polarization plane direction of the
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。 On the contrary, the polarization plane direction of the antennas 101-1, 2, 3, 4 may be specified in a certain direction, and the posture of the luggage may be detected using the property of this polarization plane. That is, for example, if the polarization plane direction of the antenna is made to correspond to the polarization plane direction of the antenna of the RFID tag circuit element To of the baggage in a normal posture, and the RFID tag circuit element To cannot be detected, the baggage posture is abnormal. For example, the polarization plane direction of the antenna is made to correspond to the polarization plane direction of the antenna of the RFID tag circuit element To of the load at the time of abnormal posture (for example, when lying down), and the RFID tag circuit element If To is detected, it may be determined that the posture of the load has become abnormal.
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。
In the above embodiment, the
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。 Moreover, although the example which applied the object attitude | position detection system to the delivery truck was demonstrated in the said embodiment, it is not restricted to this. That is, in addition to trucks, the present invention can be used for all automobiles used for carrying luggage, such as trailers, passenger cars, motorcycles, forklifts, and the like. Further, the present invention is not limited to automobiles, and can be applied to all types of moving bodies used for carrying luggage, such as carts (without power), trains, airplanes, ships, belt conveyors, and transport robots. Furthermore, it is also effective to detect whether or not the load is suspended in a correct posture by applying to a machine for hanging the load such as a crane.
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。
In the above embodiment, as described above, the tag label T having the two RFID circuit elements To is used. As the RFID
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。
In FIG. 16, this tag label producing device 300 (wireless tag information writing device) is fed from a
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。
Although the detailed description is omitted, the high-
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。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to detection of the rotation direction of a sphere (ball) used in, for example, a baseball game such as baseball.
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。 FIG. 17 is a front view showing a schematic structure of a scoreboard of a baseball field provided with a ball type detection system which is another embodiment of the object posture detection system of the present invention.
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。
In FIG. 17, the
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。
The greatest feature of the present embodiment is that the ball type thrown by the pitcher is automatically detected by the ball type detection system 600 (object posture detection system) and displayed on the ball
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。
FIG. 18 is a view for explaining a schematic internal structure of a ball 66 (object, sphere) used in the
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。
As shown in FIG. 18, a plurality of (four in the present embodiment) RFID circuit elements To1 to To4 are positioned at the vertices 67-1 to 67-4 of the
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。
FIG. 19 is a configuration diagram illustrating an overall schematic configuration of a ball
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。
In FIG. 19A, a ball
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。
Antennas 601-1 and 601-2 are phased array antennas that detect the azimuth angle of each RFID circuit element To provided to the
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。
FIG. 20 is a functional block diagram showing details of the functional configuration of the
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。
In FIG. 20, a
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。
The
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。
FIG. 21 is a flowchart showing a control procedure of the above-described ball type determination process performed by the
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。
In FIG. 21, when the power supply of the
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。
First, in step S71, it is determined whether or not the pitcher on the mound has thrown the
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）。 In step S700, a measurement process is performed to measure the coordinates of the RFID circuit elements To1 to To4 (that is, the coordinates of the vertices 67-1 to 67-4 of the virtual tetrahedron 67) of the ball 66 (details will be described later).
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）。
In the next step S800, an analysis process of the posture and motion of the
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。
In the next step S72, the ball type is determined based on the analysis result in step S800. Although a detailed description of the determination is omitted, the ball type is determined based on the magnitude and direction of the Magnus force generated on the
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。
In the next step S73, a control signal is output to the ball
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。 FIG. 22 is a flowchart showing the detailed procedure of the measurement process in step S700.
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。
In step S710, the coordinates of the RFID circuit elements To1 to To4 (that is, the coordinates of the vertices 67-1 to 67-4 of the virtual regular tetrahedron 67) of the pitched
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。
As shown in FIG. 19, the antenna 601-1 and the antenna 601-2 for detecting the azimuth angle are provided on the X axis outside the
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。
For analysis, a coordinate system and a reference posture of the
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）。
The distance between the antenna 601-1 and the antenna 601-2 is D (see FIG. 19B). In addition, the coordinates of each vertex 67-n (n = 1, 2, 3, 4) of the
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。
Next, the azimuth angle and elevation angle of each vertex 67-n of the
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。
In the next step S720, the coordinates of each vertex 67-n of the
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。
In the next step S730, it is determined whether or not to end the measurement of the coordinates of each vertex 67-n of the virtual
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。
In step S740, after measuring and recording the coordinates of each vertex 67-n of the
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。
By repeating the above steps S710 to S740, the time-series data of the coordinates of the vertices 67-n of the virtual
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。 FIG. 23 is a flowchart showing the detailed procedure of the analysis processing in step S800 in FIG.
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。
First, in step S810, the coordinates of the center of gravity G are calculated from the coordinates of the vertices 67-n of the
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。 The center of gravity position of each vertex 67-n at time T (t) is G (t). If the X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinates of the gravity center position G (t) are Gx (t), Gy (t), and Gz (t), respectively, the gravity center position G (t) is expressed by the following equation (2). Calculated.
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。
In the next step S820, the gravity center position G (t) calculated in step S810 is stored in the
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。
In the next step S830, coordinate conversion is performed by translating the coordinate
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）。
In the next step S900, posture analysis processing for calculating a rotation axis vector and a rotation angle representing the inclination of the virtual
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。
In the next step S840, the time series data of the rotation axis and the rotation angle calculated by the posture analysis process in step S900 is recorded in the
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）。
In the next step S1000, a motion analysis process is performed on the coordinate
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。
In the next step S850, the time series data of the rotation axis vector, the rotation angle, and the rotation angular velocity calculated by the motion analysis process in step S1000 is recorded in the
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。
In the next step S860, the coordinates of the vertices 67-n of the
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。
By repeating the above steps S810 to S860, the center of gravity position of the
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。 FIG. 24 is a flowchart showing a detailed procedure of the posture analysis process in step S900 in FIG.
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。
First, in step S910, the displacement of the coordinates of each vertex 67-n of the
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。
On the coordinate
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。
As described above, since the distance between the center of gravity G and each vertex 67-1 to 67-4 of the
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。
On the coordinate
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。
When the displacement of each vertex 67-n of the virtual
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。
In step S920, three points with large displacement are extracted from the four vertices 67-1 to 67-4 of the
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。
First, at time T (t), three vertices having a large displacement from the reference posture are extracted from the four vertices 67-1 to 67-4 of the virtual
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。 Based on the calculation result of the above equation (6), if each vertex 67-n arranged in descending order of displacement ls (n, t) is expressed as 67-n1, 67-n2, 67-n3, 67-n4, three vertices 67-n1, 67-n2, 67-n3 are extracted, and the process moves to the next Step S930. In addition, you may decide in arbitrary order regardless of the order of the thing with the same magnitude | size of displacement.
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。
In step S930, a rotation matrix representing a change in posture of the virtual
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。
If the rotation matrix representing the posture change from the reference posture of the virtual
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。 Next, the rotation of the vertices 67-n1, 67-n2, 67-n3 by the rotation matrix Q is expressed by the following equation (8).
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。 In the above formula (8), since S (n1, t) S (n2, t) S (n3, t) is linearly independent from the graphic feature, there is an inverse matrix. Therefore, the above equation (8) becomes the following equation (9).
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。 The inverse matrix of S (n1, t) S (n2, t) S (n3, t) is obtained by the following equation (10) representing the inverse matrix of the 3 × 3 square matrix A.
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。 In the next step S940, the rotation axis and the rotation angle around the rotation axis are calculated from the rotation matrix Q obtained by the equation (14) in step S930, and this flow is finished. The details will be described below.
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。 Assuming that the unit vector in the rotation axis direction is Ks (t) and the rotation angle around this rotation axis is θs (t), these are calculated by the following equations (11) and (12).
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。
However, in the case of (q 32 −q 23 ) 2 + (q 13 −q 31 ) 2 + (q 21 −q 12 ) 2 , the calculation of the above formulas (11) and (12) is not performed, and the virtual tetrahedron The
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。
From the calculation results of the above equations (11) to (14), the inclination of the virtual
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。 FIG. 25 is a flowchart showing a detailed procedure of the motion analysis process in step S1000 in FIG. In this motion analysis process, the rotation axis and the rotation angle are calculated based on the following calculation for the posture change from time T (t 0 ) to time T (t 1 ), and the motion is analyzed. Note that here, T (t 1 ) −T (t 0 ) = T 2 (period), and in the case of t 1 = 0, the motion analysis is not performed and it is treated as being stationary.
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。 First, in step S1010, the displacement with respect to the posture immediately before the coordinates of each vertex 67-n of the virtual tetrahedron 67 (in other words, the posture before one cycle T2) is calculated. The details will be described below.
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。 First, the displacement of each vertex between two postures is calculated by the following equation (15).
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。 In step S1020, the vertices 67-n arranged in descending order of the displacement l (n, t) based on the calculation result of the above equation (15) are expressed as 67-n1, 67-n2, 67-n3, 67-n4. Then, the three vertices 67-n1, 67-n2, 67-n3 are extracted, and the process proceeds to the next step S1030. In addition, you may decide in arbitrary order regardless of the order of the thing with the same magnitude | size of displacement.
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。
In step S1030, a rotation matrix representing a change in posture of the
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。 If the rotation matrix representing the posture change from time T (t 0 ) to time T (t 1 ) is P, the rotation matrix P can be expressed by the following equation (16).
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。 Next, the rotation of the vertices 67-n1, 67-n2, 67-n3 by the rotation matrix Q is expressed by the following equation (17).
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。 In the above equation (17), R (n 1 , t 0 ) R (n 2 , t 0 ) R (n 3 , t 0 ) is linearly independent from the graphic features, and therefore there is an inverse matrix. Therefore, the above equation (17) becomes the following equation (18).
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。 In the next step S1040, the rotation axis and the rotation angle around the rotation axis are calculated from the rotation matrix P obtained by the equation (18) in step S1030. The details will be described below.
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。 If the unit vector in the rotation axis direction is K (t 1 ) and the rotation angle around this rotation axis is θ (t 1 ), these are calculated by the following equations (19) and (20).
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。 In the case of (p 32 −p 23 ) 2 + (p 13 −p 31 ) 2 + (p 21 −p 12 ) 2 , the above equations (19) and (20) are not calculated, and the motion state is a stationary state. It is considered. In this case, the unit vector K and the rotation angle θ in the direction of the rotation axis are expressed by the following equations (21) and (22).
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。 In the next step S1050, the rotation angular velocity around the rotation axis is further calculated using the following equation (23), and this flow is finished.
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。
The motion of the virtual
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。 Based on the results of the posture analysis and motion analysis described above, the ball type of the pitched ball 66 (virtual tetrahedron 67) is determined.
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。
FIG. 26 is a diagram illustrating an example of the determination criteria for the sphere type. For example, as a result of the motion analysis, as shown in FIG. 26A, the
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。
On the other hand, if it is detected that the
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。 In this example, four types of balls, straight, fork, curve, and chute are determined. However, a more detailed ball type (slider, knuckle, etc.) may be determined. In this case, for example, the rotation direction of the curve and the slider is substantially the same, but the curve may be determined when the rotational angular velocity calculated by the above equation (23) is larger than a predetermined value, and the slider may be determined when it is small. . Further, for example, when the rotational angular velocity is smaller than a predetermined value with respect to the axis in any direction, the knuckle may be determined.
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。 In addition, the above-described determination criteria for the ball type have been described by taking the case where the right pitcher throws as an example, but the determination criteria are changed when the left pitcher throws. For example, in the case of a left pitcher, the judgment criteria for the curve shown in FIG. 26C and the shoot shown in FIG. In this case, the pitcher type may be input by, for example, an operator, or automatically using an appropriate detector or signal.
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。
In the above, the CPU 621 (more specifically, the analysis processing shown in FIG. 23) of the
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。
In the present embodiment configured as described above, posture analysis and motion analysis are performed based on detection signals of a plurality of (four in the present embodiment) RFID circuit elements To provided in the
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。
In the present embodiment, particularly, the RFID circuit elements To1 to To4 are provided on the
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。
Further, in the present embodiment, among the four RFID circuit elements To provided on the
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。
In the present embodiment, in particular, the
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。 In the above-described other embodiments of the present invention, the example in which the ball type detection system is applied to baseball has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, a ball game using a sphere, such as soccer, tennis, softball, volleyball, bowling, and table tennis, can be applied to various sports.
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。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which provides a ball type detection system in a baseball field, the application place of a ball type detection system is not restricted to this. That is, the present invention can be applied to a game arcade such as a game center.
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。
FIG. 27 is a diagram for explaining an example in which the ball type detection system is applied to a pitching simulator in a game center. As shown in FIG. 27, the pitching
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。
In the above embodiment, the
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。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
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
1 Delivery truck (mobile)
4-7 Luggage (object)
10 Transmitting antenna (antenna element)
11A-11H Receiving antenna (antenna element)
66 ball (object, sphere)
67
102 Alarm device (notification means)
121 CPU (attitude detection means, direction detection means, arrangement article information acquisition means, wireless tag information reading device)
124 Alarm control unit (notification control signal output means)
140 RF communication control unit (communication means, wireless tag information reader)
150
601-1 to 3 antenna (communication means, wireless tag information reader)
605 Ball type display section (display means)
621 CPU (attitude detection means, distance detection means, motion detection means, wireless tag information reader)
624 display control unit (display control signal output means)
640 RF communication control unit (communication means, wireless tag information reader)
G Center of gravity To RFID tag circuit element To4-1 RFID tag circuit element (upward RFID tag circuit element)
To4-2 RFID tag circuit element (downward RFID tag circuit element)
T Tag label T (Radio tag label)
T4a notation
Claims (21)
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。 An object to be detected;
A plurality of RFID circuit elements provided in a predetermined arrangement on the object;
A communication means for performing wireless communication with the plurality of RFID tag circuit elements;
An object posture detection system comprising posture detection means for detecting the posture of the object based on a communication result by the communication means.
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。 The object posture detection system according to claim 1,
The posture detection unit includes a direction detection unit that detects an arrangement direction of the plurality of RFID tag circuit elements from the communication unit.
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。 The object posture detection system according to claim 2,
The posture detection unit includes a distance detection unit that detects a distance from the communication unit to the plurality of RFID tag circuit elements.
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。 The object posture detection system according to any one of claims 1 to 3,
Each of the plurality of RFID circuit elements stores and holds placement object information indicating that the RFID tag circuit elements are placed on the common object.
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。 The object posture detection system according to claim 4.
The posture detection unit includes an arrangement object information acquisition unit that acquires the arrangement object information based on a communication result of the communication unit.
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。 The object posture detection system according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of RFID circuit elements include, as the predetermined arrangement, two RFID circuit elements arranged on the object so that the height direction positions are different from each other in a predetermined posture of the corresponding object. An object posture detection system.
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。 The object posture detection system according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of RFID circuit elements include, as the predetermined arrangement, four RFID circuit elements arranged at four locations that are not located on the same plane among the corresponding objects. Detection system.
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。 The object posture detection system according to claim 7, wherein
An object posture detection system for performing analysis by selecting, from among the four RFID tag circuit elements, three RFID tag circuit elements having the largest movement amount from the postures to be compared.
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。 The object posture detection system according to claim 7, wherein
The four RFID tag circuit elements virtually arrange regular tetrahedrons on the object and are arranged at the four vertex positions thereof.
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。 The object posture detection system according to claim 9, wherein
An object posture detection system, wherein a center of gravity of the virtual tetrahedron is substantially coincident with a center of gravity of the object.
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。 The object posture detection system according to any one of claims 1 to 10,
When the difference between the predetermined reference posture regarding the object and the posture of the object detected by the posture detection means exceeds a predetermined allowable range, a notification for outputting a signal for notifying the fact by the notification means An object posture detection system comprising control signal output means.
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。 The object posture detection system according to any one of claims 1 to 11,
The posture detection unit includes a motion detection unit that detects a change in posture of the object based on detection results of the posture detection unit at different timings.
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。 The object posture detection system according to claim 12,
The object is a sphere used for ball games,
The object detection system according to claim 1, wherein the motion detection means detects a rotation direction of the sphere.
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。 The object posture detection system according to claim 13.
An object posture detection system comprising display control signal output means for outputting a signal for displaying corresponding ball type information on the display means based on the rotation direction of the sphere detected by the motion detection means.
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。 A communication means for performing wireless communication with a plurality of RFID tag circuit elements provided in a predetermined arrangement on an object to be detected;
An apparatus for reading RFID tag information, comprising: attitude detection means for detecting an attitude of the object based on a communication result by the communication means.
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。 The wireless tag information reader according to claim 15,
The wireless tag information reading apparatus, wherein the communication means includes an antenna composed of a plurality of antenna elements and directivity control means for changing the directivity direction of the antenna.
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。 The wireless tag information reading device according to claim 16,
The RFID tag information reading apparatus, wherein the directivity control means uses circular polarization of the antenna.
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。 A wireless tag label attached to the object in order to detect the posture of the object to be detected,
A plurality of RFID tag circuit elements each provided with an IC circuit unit for storing information and an antenna connected to the IC circuit unit, provided in a predetermined arrangement corresponding to the normal posture of the object;
An RFID label having a notation portion on which a predetermined notation corresponding to the normal posture of the object is made.
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。 The RFID label according to claim 18,
The plurality of RFID circuit elements are disposed at positions corresponding to the upper side of the normal posture of the object and the positions corresponding to the lower side of the normal posture of the object. A RFID label comprising: a downward RFID circuit element disposed.
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。 The RFID label according to claim 18 or 19,
Each of the plurality of RFID tag circuit elements stores and holds arrangement object information indicating that it is arranged on a common object.
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