JP2017081744A - Object management device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体管理装置に関するものである。 The present invention relates to an object management apparatus.
図書館などにおいて、情報信号を読み書き可能なIC(Integrated Circuit)タグを用いて書籍や保管資料などの有無を管理する管理装置がある。ICタグは、RFID(Radio Frequency IDentifier)とも称されていて、個別の識別情報を記憶するICチップと、電波を送受信するアンテナを内蔵している。図書館などでは、個々の書籍などにICタグを張り付け、書籍などの個別情報をICチップに記憶させている。 In a library or the like, there is a management device that manages the presence or absence of books and archived materials using an IC (Integrated Circuit) tag that can read and write information signals. The IC tag is also called an RFID (Radio Frequency IDentifier), and includes an IC chip that stores individual identification information and an antenna that transmits and receives radio waves. In libraries and the like, IC tags are attached to individual books, and individual information such as books is stored in an IC chip.
ICタグは、送受信部との間で、それぞれが有しているアンテナを介して電波によって情報信号を送受信することができる。送受信にUHF(Ultra-High Frequency)帯の電波を用いると、ICタグと送受信部のアンテナが数メートル離れていてもICタグの識別情報を非接触で読み取ることができる。したがって、ICタグが張り付けられている書籍を棚に保管し、この棚の前方においてアンテナを移動させると、アンテナを介して送受信部がICタグの識別情報を読み取り、個々の書籍に関する情報を得ることができる。 The IC tag can transmit and receive an information signal to and from the transmission / reception unit by radio waves via an antenna that each IC tag has. When radio waves in the UHF (Ultra-High Frequency) band are used for transmission and reception, the identification information of the IC tag can be read without contact even if the IC tag and the antenna of the transmission and reception unit are several meters apart. Therefore, when a book to which an IC tag is attached is stored on a shelf and the antenna is moved in front of the shelf, the transmission / reception unit reads the identification information of the IC tag via the antenna and obtains information on each book. Can do.
特許文献1に記載されている書籍管理システムは、送受信部を書架の前方において水平方向及び垂直方向に移動可能としたものである。
In the book management system described in
特許文献2に記載されている図書管理装置は、個々の図書に貼り付けた図書ICタグと、図書の収容範囲を規定する第1基準ICタグと、図書の配列方向に所定間隔で取り付けられた第2基準ICタグを有する。この図書管理装置は、ICタグと送受信部のアンテナを相対移動させながら各ICタグからの電波を連続的に受信して電波の経時的変化情報を取得し、経時的変化情報から、図書ICタグの配列順を推定する。
The book management device described in
特許文献1、特許文献2に記載されているような従来の書籍管理装置によれば、送受信部側のアンテナを図書の収容位置の高さに合わせて移動させることにより図書の有無及び図書の個別情報を読み取ることができる。しかし、従来の書籍管理装置は、棚に配架した図書が整列されているか否か、倒れた状態であるか否かなど、配置状態を特定することができない。
According to the conventional book management apparatus as described in
本発明は、物体の配置状態を特定することができる物体管理装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the object management apparatus which can specify the arrangement state of an object.
本発明は、第1方向の直線偏波を受信する指向性を持ち物体に取り付けられていて物体を識別するための物体特定タグが発する物体特定電波を受信する第1アンテナと、第1方向に直交する第2方向の直線偏波を受信する指向性を持ち物体特定電波を受信する第2アンテナと、第1アンテナが受信した物体特定電波と第2アンテナが受信した物体特定電波とに基づいて、物体の配置状態を特定する配置状態特定部と、を有することを特徴とする。 The present invention is directed to a first antenna for receiving an object-specific radio wave emitted by an object-specific tag attached to an object having a directivity for receiving linearly polarized waves in a first direction and identifying the object; Based on a second antenna having directivity for receiving linearly polarized waves in the second direction orthogonal to each other, receiving an object specific radio wave, an object specific radio wave received by the first antenna, and an object specific radio wave received by the second antenna. And an arrangement state specifying unit for specifying the arrangement state of the object.
本発明によれば、物体の配置状態を特定することができる。 According to the present invention, the arrangement state of an object can be specified.
以下、本発明に係る物体管理装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of an object management apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[全体の構成]
本発明に係る実施の形態である物体管理装置100は、物体の一例である書籍6を配置することができる棚板を有する書架1において、書籍6の有無と書籍6の位置を棚板ごとに特定する。また、物体管理装置100は、書架1の棚板において、倒れて配置されているか否か、あるいは書籍6が斜めに配置されているときの傾き角などの配置状態を特定する。
[Overall configuration]
An
図1に示すように、書架1は、開架型のものであって、前面側及び背面側に書籍6の収容空間がある。以下の説明において、書架1が設置されている床面に垂直な方向すなわち上下方向を第1方向とする。第1方向に直交する奥行き方向を第2方向とする。第1方向及び第2方向に直交する床面に平行な左右方向を第3方向とする。なお、以下の説明において、第3方向をX軸方向、第1方向をY軸方向、第2方向をZ軸方向ともいう。
As shown in FIG. 1, the
書架1は、前面側の第3方向に連続して並んだA棚、B棚、C棚の3つの棚と、背面側の第3方向に連続して並んだA´棚、B´棚、C´棚の3つの棚とを有する。各棚単位において、第3方向への区切りを間口という。書架1は、間口が3つあり、それぞれの間口に対応して棚板が複数設けられている。棚板は、それぞれの間口に対応して第1方向に5段設置されている。棚板は、個々の間口と棚板で区切られた各空間に書籍6が収容されている。なお、書架1は、間口面が3連で、前面側と背面側に背中合わせ状に一体に結合された一つの書架であってもよい。
The
書架1には、棚板のそれぞれに対応して各間口を規定する側板あるいは支柱の前面の棚板の高さとほぼ同じ高さの位置に、直線偏波である間口特定電波を発する間口特定タグとしての間口ICタグ7が取り付けられている。間口ICタグ7は、例えばRFIDとも称されているものである。図1において、書架1の間口間隔及び棚板の高さ間隔が等間隔になっている。これに応じて、間口ICタグ7は、書架1の各間口を規定する部材ごとに、かつ、棚板の高さとほぼ同じ高さ位置ごとに、垂直面内においてマトリクス状に配置されている。間口ICタグ7は、書架1の高さ方向にも配置されていることにより、高さICタグも兼ねている。
The
書架1の棚板に配置されている書籍6には、複数の書籍6のそれぞれを識別可能な電波であり直線偏波である物体特定電波を発する物体特定タグとしての書籍ICタグ8が取り付けられている。書籍ICタグ8には、書架1に収容される個々の書籍6を区別することができるとともに、書籍6の個別情報が記録されている。
A
物体管理装置100は、それぞれ間口特定電波及び物体特定電波を受信する第1アンテナ3と第2アンテナ4とを備える、移動体としての台車2を有する。台車2は、書架1の間口面前方において間口面から一定距離Sをおいて水平方向、つまり第3方向に移動可能である。台車2には第1方向に延びる支柱21を有し、支柱21の右側において例えば8個の第1アンテナ3が、第1方向に等間隔に並んで支柱21に支持されている。台車2には、支柱21の左側にも例えば8個の第2アンテナ4が第1方向に等間隔に並んで支持されている。
The
第1アンテナ3は、上下方向すなわち第1方向の直線偏波を受信する指向性を持ち間口特定電波及び物体特定電波を受信する。第2アンテナ4は、書架1の奥行き方向、つまり第1方向に直交する第2方向の直線偏波を受信する指向性を持ち間口特定電波及び物体特定電波を受信する。ここで、第1アンテナ3と第2アンテナ4は、ともに直線偏波アンテナ、具体的にはRFIDアンテナであって、間口ICタグ7及び書籍ICタグ8のそれぞれと電波を交信できる。
The
間口ICタグ7は、複数段の棚板を有する書架1の間口を規定するものであるが、書架1の前記各棚板の高さ位置に対応して配置される高さICタグも兼ねている。第1アンテナ3と第2アンテナ4は、台車2とともに移動することによって、すべての間口ICタグ7及び書籍ICタグ8を読み取り可能である。したがって、第1アンテナ3と第2アンテナ4は、書架1の高さ方向全体にわたって収容される書籍6の書籍ICタグ8を読み取ることができる範囲で上下方向に並んでいる。第1アンテナ3と第2アンテナ4の高さ方向の配置ピッチは、棚板の高さ方向の配置ピッチよりも小さく、第1アンテナ3と第2アンテナ4の数は棚板の段数より多い。ただし、後で説明する動作原理からもわかるように、第1アンテナ3と第2アンテナ4の上下方向の数は複数であればよく、棚板の段数と同じでも、棚板の段数より少なくてもよい。
The front-opening
台車2には送受信部5が搭載され、送受信部5からの信号が第1アンテナ3と第2アンテナ4から間口ICタグ7と書籍ICタグ8に向けて送信される。間口ICタグ7と書籍ICタグ8はそれぞれの内蔵アンテナで信号を受信して動作し、それぞれの識別信号を内蔵アンテナから送信する。間口ICタグ7と書籍ICタグ8からの識別信号は第1アンテナ3と第2アンテナ4を介して送受信部5で受信され、送受信部5は間口ICタグ7と書籍ICタグ8からの信号を識別できるように復調して管理PC9に入力する。管理PC9は信号処理部であって、その具体的な機能は後述する。管理PC9には表示部10が接続されている。
A transmission /
[物体管理装置の構成]
図2を用いて、物体管理装置100を構成するハードウェアについて説明する。図2において、台車2には、第1アンテナ3と第2アンテナ4とが複数設けられている。また、台車2には、複数の第1アンテナ3と第2アンテナ4とに対応した数の送受信部5が搭載されている。第1アンテナ3と第2アンテナと送受信部5により、間口ICタグ7と書籍ICタグ8の検出部20が構成されている。図2では、検出部20が書籍6と交信するように描かれているが、検出部20は書籍6に取り付けられている書籍ICタグ8と交信する。
[Configuration of object management device]
The hardware which comprises the
台車2には、制御部30が搭載されている。制御部30は送受信部5による読み取り信号が入力され、かつ、送受信部5の動作を制御する。台車2は駆動源として走行モータ22を内蔵している。走行モータ22はモータコントローラ23を介して制御部30によって動作が制御される。走行モータ22が駆動されることにより、台車2は書架1の前方において間口面と平行に連続的に移動することができる。
A
ここで、物体管理装置100は、各種コンピュータにおいて、例えば不図示のROM(Read Only Memory)に格納されるコンピュータプログラムを不図示のプロセッサに実行させることで、後述する機能が実現される。
Here, the
制御部30は管理PC9との間で無線または有線による信号の交信が可能である。管理PC9には、書籍管理データほか各種データを記録しておく記憶部40が接続されている。
The
[制御部の構成]
図3に示すように、制御部30は、アンテナ相対位置算出部50、タグ相対位置算出部60、配列推定部31、位置分割部32、台車駆動部33、計測及び台車走行同期部34、を有する。タグ相対位置算出部60と配列推定部31と位置分割部32は、第1アンテナ3が受信した間口特定電波と第2アンテナ4が受信した間口特定電波とに基づいて書籍6が配置されている棚板の間口ICを特定する間口特定部として機能する。
[Configuration of control unit]
As shown in FIG. 3, the
アンテナ相対位置算出部50は、間口ICタグ7及び書籍ICタグ8からの信号の受信強度(RSSI)の最大値を測定した第1アンテナ3と第2アンテナ4を特定する。
The antenna relative
タグ相対位置算出部60は、間口ICタグ7及び書籍ICタグ8の読み取り信号の位相差によって、特定の書籍が書架1の手前側と背面側のどちらに収容されているかを特定する。つまり、タグ相対位置算出部60は、書籍6が配置されている棚板の第1方向の位置と第3方向の位置を特定する。
The tag relative
配列推定部31は、読み取られた書籍ICタグ8からの信号の受信強度(RSSI)の最大値から、書籍の配列を推定する。
The
位置分割部32は、間口ICタグ7及び書籍ICタグ8からの信号の受信強度(RSSI)の最大値から、読み取りの対象となる間口を規定する。
The
台車駆動部33は、台車走行指令に伴って台車を走行させ、停止指令に伴う台車の停止及び台車の自動停止を行わせる。図2に示す走行モータ22が台車駆動部33に該当する。
The
計測及び台車走行同期部34は、各ICタグの計測機能と、台車2を計測に同期させて走行させる機能及び同期の有無を決定する。図2に示すモータコントローラ23が計測及び台車走行同期部34に該当する。
The measurement and carriage running synchronization unit 34 determines the measurement function of each IC tag, the function of running the
[管理PC及び記憶部の構成]
図4に示すように、管理PC9は、データ照合部91、不一致データ抽出部92、不一致棚表示部93、配架位置表示部94を有する。不一致棚表示部93、配架位置表示部94は、必要に応じて表示部10に表示エリアが確保される。管理PC9には記憶部40が接続されている。
[Configuration of management PC and storage unit]
As shown in FIG. 4, the
データ照合部91は、制御部30から転送される書籍6の推定位置と、記憶部40の書籍配架位置情報を参照して得られる書籍6の位置情報とを比較する。
The
不一致データ抽出部92は、データ照合部91による書籍位置の比較で不一致が生じた場合、不一致が生じた書籍をすべて抽出する。
The discrepancy data extraction unit 92 extracts all the discs in which discrepancy has occurred when discrepancies occur in the comparison of the book positions by the
不一致棚表示部93は、不一致データ抽出部92により不一致データが存在する書架1あるいは棚板が抽出された場合、抽出された書架1あるいは棚板を表示する。
The mismatched
配架位置表示部94は、制御部30から転送される書籍の推定配架順番を、記憶部40に記憶されている書籍画像の中から、該当する書籍画像のデータを読み出して表示する。
The arrangement position display unit 94 reads out the estimated arrangement order of the books transferred from the
記憶部40は、書籍配架位置情報41と書籍画像情報42をデータとして記憶している。記憶部40は、例えばハードディスクドライブやフラッシュメモリを用いたソリッドステートドライブなどで実現できる。書籍配架位置情報41は該当する書籍が配架されている位置情報、すなわち、列、連、段(高さ)などの情報である。書籍画像情報42は該当する書籍の背表紙の画像情報である。
The
[アンテナ相対位置算出部の構成]
図5に示すように、アンテナ相対位置算出部50は、全アンテナ計測データ記録部51、アンテナ計測データ最大値抽出部52、アンテナ特定部53を有している。アンテナ相対位置算出部50は、第1方向に並ぶ複数の第1アンテナ3と第2アンテナ4のうち、最大の受信信号強度を得ることができる第1アンテナ3と第2アンテナ4を特定する。アンテナ相対位置算出部50は、特定した第1アンテナ3と第2アンテナ4の高さ位置に対応する高さの棚板を特定することにより、書籍6の第1方向における収容位置を特定することができる。
[Configuration of antenna relative position calculation unit]
As shown in FIG. 5, the antenna relative
全アンテナ計測データ記録部51は、全ての第1アンテナ3と第2アンテナ4により読み取られる間口ICタグ7と書籍ICタグ8の情報と受信信号強度データを記録する。
The all antenna measurement data recording unit 51 records the information of the
アンテナ計測データ最大値抽出部52は、全アンテナ計測データ記録部51に記録されているデータから、特定の間口ICタグ7と書籍ICタグ8からの受信信号強度の最大値を抽出する。
The antenna measurement data maximum
アンテナ特定部53は、アンテナ計測データ最大値抽出部52で抽出されたデータからその信号を受信した第1アンテナ3と第2アンテナ4を特定する部分である。
The
[タグ相対位置算出部の構成]
図6に示すように、タグ相対位置算出部60は、位相データ抽出部61、位相差算出部62、アンテナ特定部63を有している。
[Configuration of tag relative position calculation unit]
As illustrated in FIG. 6, the tag relative
位相データ抽出部61は、第1アンテナ3と第2アンテナ4からの送信信号の位相データ、間口ICタグ7からの信号の位相データ及び書籍ICタグ8からの信号の位相データを抽出する。
The phase data extraction unit 61 extracts phase data of transmission signals from the
位相差算出部62は、位相データ抽出部61で抽出される各位相データの、第1アンテナ3と第2アンテナ4からの送信信号に対する位相差を算出する。位相差算出部62は、より詳細には、第1アンテナ3と第2アンテナ4からの送信信号に対する間口ICタグ7からの信号の位相差(これを「第1位相差」という)を算出する。また、位相差算出部62は、第1アンテナ3と第2アンテナ4からの送信信号に対する書籍ICタグ8からの信号の位相差(これを「第2位相差」という)を算出する。
The phase difference calculation unit 62 calculates the phase difference of each phase data extracted by the phase data extraction unit 61 with respect to the transmission signals from the
アンテナ特定部63は、位相差算出部62で算出された第1アンテナ3と第2アンテナ4からの送信信号に対する間口ICタグ7と書籍ICタグ8からの各信号の位相差を比較する。アンテナ特定部63は、特定の書籍の収容位置が書架の手前側か背面側かを特定する。
The
[図書傾斜特定部の構成]
図7に示すように、配置状態特定部に対応している図書傾斜特定部70は、受信信号強度記録部71、閾値決定部72、受信信号強度比較部73、物体傾斜決定部74を有している。つまり、図書傾斜特定部70は、第1アンテナ3が受信した物体特定電波と第2アンテナ4が受信した物体特定電波とに基づいて書籍6の棚板への配置状態を特定する。
[Composition of the book tilt identification part]
As shown in FIG. 7, the book
受信信号強度記録部71は、計測された書籍ICタグ8の情報と受信した物体特定電波の電界強度のデータを記録する。
The received signal
閾値決定部72は、書籍6の傾斜の有無と傾斜角を判断するために用いる、物体特定電波の電界強度の2つの閾値、つまり最大値の閾値と最小値の閾値を決定する。
The threshold
受信信号強度比較部73は、受信信号強度記録部71に記録されている、書籍ICタグ8から受信した物体特定電波の電界強度のデータと、最大閾値と最少閾値とを比較する。
The received signal
物体傾斜決定部74は、受信信号強度比較部73による比較結果に基づいて、書籍6の傾斜の有無、棚板に対する傾斜度合いつまり傾斜角など、書籍6の配置状態を特定する。
The object
[間口特定処理]
次に、物体管理装置100による書籍6が収容されている間口の特定処理について説明する。図8は、図1に示した書架1の一つの書籍収容区画、すなわち、一つの間口の一つの棚板上の書籍収容区画と第1アンテナ3の関係を示す。一つの書籍収容区画は、書架1の一つの間口を規定する一対の側板12と、一対の側板12間に支持されている棚板13とで、左右両端と下端が区画されている。棚板13上には複数の書籍6が縦方向に立った姿勢で第3方向に並べて収容されている。
[Frontage specific processing]
Next, a process for identifying the frontage where the book 6 is accommodated by the
一対の側板12の前面にはそれぞれ同じ高さ位置に間口ICタグ7が配置されている。図1について説明したように、間口ICタグ7は複数あって、棚板13の高さ位置に対応して棚板13の高さとほぼ同じ高さ位置に配置されている。したがって、間口ICタグ7は、各棚板13の高さ位置に対応した高さICタグを兼ねている。書籍6には書籍ICタグ8が付されている。棚板13の前面には、水平方向に一定間隔で複数の位置ICタグ15が配置されている。位置ICタグ15も基本構成は間口ICタグ7、書籍ICタグ8と同じである。
書籍ICタグ8の配置位置は特に限定されないが、図8に示す例では、書籍ICタグ8は書籍6の裏表紙の内面などに貼付されて、書架1の間口面に直交するとともに垂直方向の姿勢をとっている。複数の第1アンテナ3が、書架1の前方を、書架1の前面から一定距離Sをおいて水平方向、つまり第3方向に平行移動すると、第1アンテナ3を介して送受信部5が間口ICタグ7と書籍ICタグ8と位置ICタグ15を読み取る。第1アンテナ3が搭載されている台車2の移動は、制御部30の台車駆動部33によって行われる。間口ICタグ7と書籍ICタグ8と位置ICタグ15の読み取りは、制御部30の計測及び台車走行同期部34によって行われる。
Although the arrangement position of the
間口ICタグ7と書籍ICタグ8と位置ICタグ15の読み取り信号は、横軸を時間軸とすると、信号強度を表すグラフがいずれも山形になってピークを持つ。間口ICタグ7と書籍ICタグ8と位置ICタグ15の読み取り信号とは、各ICタグに記録されている個別のデータ信号であって、もともと読み取り信号強度に影響されるものではない。本実施の形態では、間口ICタグ7と書籍ICタグ8と位置ICタグ15の読み取信号強度のピークが時間軸上に現れる位置を、書籍6の位置及び配列順の推定に利用している。
The reading signals of the
台車2とともに移動する複数の第1アンテナ3のすべてが間口ICタグ7、書籍ICタグ8及び位置ICタグ15を読み取り可能である。しかし、読み取り信号強度は、第1アンテナ3と間口ICタグ7、書籍ICタグ8及び位置ICタグ15との距離や間口ICタグ7、書籍ICタグ8及び位置ICタグ15のアンテナの大きさによって異なる。図9は、図1に示す例において、8個の第1アンテナ3のうち下から3番目の第1アンテナ3が、下から2番目の棚板13に最も接近した位置を通る場合の測定データを示している。図9の(b)が下から3番目の第1アンテナ3による測定データである。図9の(a)は下から4番目の第1アンテナ3による測定データ、図9の(c)は下から2番目の第1アンテナ3による測定データを示す。
All of the plurality of
書籍6の書籍ICタグ8は間口ICタグ7よりも奥の方に位置しているため、書籍ICタグ8から出力される信号の受信信号強度よりも、間口ICタグ7から出力される信号の受信信号強度が高い。位置ICタグ15は小型のICタグで、このICタグからの信号の受信信号強度は、図9においてa,b,c,・・・zで示すように、他のICタグからの信号の受信信号強度よりも低い。
Since the
図9の(a)(b)(c)いずれにおいても、強度の高い信号が一定の時間間隔で表れている。この強度の高い信号は間口ICタグ7からの信号の受信信号で、この受信信号で分割される部分が一つの間口を規定している。このような間口の分割は、制御部30の位置分割部32によって行われる。
In any of (a), (b), and (c) of FIG. 9, a high-intensity signal appears at regular time intervals. This high-intensity signal is a signal received from the
図8に示す例では強度の高い信号でA棚とB棚を区画している。この1区画に一つの棚板13があり、この棚板13上に書籍6が収容されている。間口ICタグ7からの信号の受信信号よりも強度が低く、数字1,2,3、・・・が付された受信信号は、書籍ICタグ8からの信号の受信信号である。受信信号強度がさらに低く、a,b,c,・・・で示す受信信号は位置ICタグ15からの信号の受信信号である。
In the example shown in FIG. 8, the A shelf and the B shelf are partitioned by a high-intensity signal. There is one
図9(b)に示すように、下から3番目のアンテナによる受信信号強度が最も高く、受信信号のピーク値は−30dBmである。次に受信信号強度が高いのは図9(c)に示すように、下から2番目のアンテナによる受信信号強度で、受信信号のピーク値は−40dBmである。最も受信信号強度が低いのは図9(a)に示す下から4番目のアンテナによる受信信号強度で、受信信号のピーク値は−50dBmである。 As shown in FIG. 9B, the received signal strength by the third antenna from the bottom is the highest, and the peak value of the received signal is −30 dBm. Next, as shown in FIG. 9C, the received signal strength is the highest in the received signal strength from the second antenna from the bottom, and the peak value of the received signal is −40 dBm. The lowest received signal strength is the received signal strength of the fourth antenna from the bottom shown in FIG. 9A, and the peak value of the received signal is −50 dBm.
[書籍の特定]
図9に示す受信信号の例から、以下のようにして特定の書架1の特定の棚板に収容されている書籍6を特定することができる。まず、第1アンテナ3ごとに、間口ICタグ7からの信号のピーク値で書架ごとすなわち図示の例では間口ごとに分割する。図9の(a)(b)(c)は、3つのアンテナによる受信信号強度のみを示しているが、他のアンテナによっても各ICタグからの信号を受信可能である。図9の(a)(b)(c)に示すように、いずれの測定データからも間口ごとに分割することができる。
[Book identification]
From the example of the received signal shown in FIG. 9, the book 6 accommodated on the specific shelf board of the
次に、アンテナ相対位置算出部50は、8個の第1アンテナ3すべてで得られる間口ICタグ7からの受信信号強度(RSSI)を比較し、最大のピーク値を得ることができる第1アンテナ3で得られるデータを選択する。図9の例では、下から3番目の第1アンテナ3で得られるデータを選択する。下から3番目の第1アンテナ3は、前述の通り図1の例における下から2番目の棚板に最も近いアンテナである。
Next, the antenna relative
アンテナ相対位置算出部50は、下から3番目の第1アンテナ3による測定データで、1番目と2番目の間口ICタグ7からの受信信号で規定される領域をA棚と判断する。アンテナ相対位置算出部50は、A棚の領域において最大ピーク値を持つ信号を発している書籍ICタグ8からの信号を読み取り、書籍6を特定する。こうして特定された書籍6は、A棚の領域で下から2番目の棚板上に収容されている。
The antenna relative
同様にして、2番目と3番目の間口ICタグ7からの受信信号で規定される領域をB棚と判断し、B棚の領域において最大ピーク値を持つ信号を発している書籍ICタグ8からの信号を読み取り、書籍6を特定する。こうして特定された書籍6は、B棚の領域にあって、下から2番目の棚板上に収容されている。他の棚(例えばC棚)乃至は間口においても、間口ICタグ7からの受信信号で規定される領域において最大ピーク値を持つ信号を発している書籍ICタグ8からの信号を読み取ることにより書籍6を特定することができる。
Similarly, the area defined by the received signal from the second and third
位置ICタグ15は、一つの棚板13の収容領域を左右方向に等分している。位置ICタグ15は、書籍ICタグ8とともに順に読み取られるため、上記のようにして特定された書籍6が、一つの棚板13の上記収容領域のうちのどれに該当するかを判断する基準となる。
The
図8、図9で説明した書籍6の特定手法は、すべての高さ位置にある棚板13上に収容されている書籍6の特定に用いることができる。すなわち、すべての高さ位置にある棚板13それぞれに最も近い第1アンテナ3があり、この第1アンテナ3を介して読み取られる間口ICタグ7の読み取り信号が最大ピーク値を持つことになる。そこで、読み取り信号が最大ピーク値を持つ間口ICタグ7で規定される領域で読み取られる書籍ICタグ8からの信号を書籍6の特定に用いる。書籍6の特定とともに、個々の書籍6の配架位置情報も得ることができ、図4に示す書籍配架位置情報41として記憶部40に記憶される。書籍の特定には、図3に示す配列推定部31による書籍の配列の推定を含む。以上説明した書籍の特定は、図5に示すアンテナ相対位置(該当段)算出部50において行われる。
The identification method of the book 6 demonstrated in FIG. 8, FIG. 9 can be used for identification of the book 6 accommodated on the
[図書傾斜特定部の処理]
次に、図書傾斜特定部70による書籍6の棚板への配置状態を特定する処理の例を説明する。
[Processing of book tilt identification part]
Next, an example of processing for specifying the arrangement state of the books 6 on the shelf board by the book
図10には、図1に示した書架1の前面側の第1方向に連続して並んだA棚のうち、最下段の棚板A1のみを図示している。棚板A1には、図10において左側に棚板A1を特定するための間口ICタグ7が設けられている。棚板A1の右側には、棚板A1の第3方向における隣の棚板B1の間口ICタグ7が設けられている。制御部30は、棚板A1の間口ICタグ7と棚板B1の間口ICタグ7との間で信号が受信された書籍ICタグ8により、棚板A1に配置されている書籍6の書籍ICタグ8であると特定することができる。
FIG. 10 illustrates only the bottom shelf A1 among the A shelves arranged continuously in the first direction on the front side of the
棚板A1には、複数の書籍6A〜6Eが配置されている。複数の書籍6A〜6Eのうち、一般に、書籍6は、第1方向の長さが第3方向の長さよりも長いため、棚板A1に対して適正に配置されていない場合に、傾斜して配置される、あるいは倒れて配置されてしまう。書籍6A、6B,6Cは、棚板A1に対して垂直に立てられて配置されている。このように、書籍6が棚板A1に対して垂直に配置されている状態を、整列されている状態とする。また、複数の書籍6A〜6Eのうち、書籍6Dは、隣の書籍6Cに寄りかかり、棚板A1に対して角度をもって配置されている。このように、書籍6が棚板A1に対して角度をもって配置されている状態を、傾いている状態とする。また、複数の書籍6A〜6Eのうち、書籍6Eは、側面が棚板A1に接していて、棚板A1に対して平行に配置されている。このように、書籍6が棚板A1に対して平行に配置されている状態を、倒れている状態とする。
A plurality of
図10には、物体管理装置100の台車2に搭載されている複数の第1アンテナ3と第2アンテナ4のうち、1つの第1アンテナ3と第2アンテナ4のみを図示している。第1アンテナ3は、第1アンテナ3は上下方向すなわち第1方向の直線偏波を受信する指向性を持ち間口特定電波及び物体特定電波を受信する。第2アンテナ4は、書架1の奥行き方向、つまり第1方向に直交する第2方向の直線偏波を受信する指向性を持ち間口特定電波及び物体特定電波を受信する。第1アンテナ3と第2アンテナ4は、台車2により書架1の棚板に対して平行に、つまり第3方向に移動する。
FIG. 10 illustrates only one
制御部30は、棚板A1の間口ICタグ7と棚板B1の間口ICタグ7との間における書籍ICタグ8から受信した信号の最大電界強度(ピーク値)の範囲内で、最大電界強度となったRFIDタグを該当棚に配架された図書と判断する。
The
図11の第1アンテナ3の読取データによれば、整列されている状態の書籍6A〜6Cの読取データと比較すると、傾いている状態の書籍6Dと倒れている状態の書籍6Eの読取データは、電界強度Eが低い。また、図12の第2アンテナ4の読取データによれば、整列されている状態の書籍6A〜6Cの読取データと比較すると、傾いている状態の書籍6Dと倒れている状態の書籍6Eの読取データは、電界強度Eが高い。
According to the read data of the
つまり、直線偏波を発する書籍ICタグ8からの電波を受信したときの電界強度Eは、書籍ICタグ8が取り付けられている書籍6の傾きにより、異なる値となる。また、直線偏波を発する書籍ICタグ8からの電波を受信したときの電界強度Eは、第1方向に指向性を有する第1アンテナ3で受信した場合と第2方向に指向性を有する第2アンテナ4で受信した場合とで異なる値となる。
That is, the electric field intensity E when receiving radio waves from the
そこで、図書傾斜特定部70は、図11に示す第1アンテナ3の読取データと図12に示す第2アンテナ4の読取データに基づいて、棚板A1に配置されている書籍6A〜6Eの配置状態を特定する。図書傾斜特定部70において、受信信号強度比較部73は、第1方向の直線偏波を受信する第1アンテナ3が受信した物体特定電波の強度を閾値決定部72が決定した閾値と比較する。また、受信信号強度比較部73は、第2方向の直線偏波を受信する第2アンテナ4が受信した物体特定電波の強度を閾値と比較する。物体傾斜決定部74は、受信信号強度比較部73による比較結果により配置状態を特定する。
Therefore, the book
ここで、第1アンテナ3が受信した物体特定電波の電界強度をE1、第2アンテナ4が受信した物体特定電波の電界強度をE2とする。また、第1アンテナ3が受信した物体特定電波の閾値をTh1,Th2とする。また、第2アンテナ4が受信した物体特定電波の閾値をTh3,Th4とする。
Here, the electric field strength of the object specific radio wave received by the
閾値Th1とは、第1アンテナ3が受信した物体識別電波の電界強度Eに基づいて、倒れている状態の書籍6Eと整列されている状態の書籍6A〜6Cや傾いている状態の書籍6Dとを判別するための電界強度の値である。閾値Th2とは、第1アンテナ3が受信した物体識別電波の電界強度Eに基づいて、整列されている状態の書籍6A〜6Cと傾いている状態の書籍6Dとを判別するための電界強度の値である。
The threshold value Th1 is based on the electric field strength E of the object identification radio wave received by the
閾値Th3とは、第2アンテナ4が受信した物体識別電波の電界強度Eに基づいて、倒れている状態の書籍6Eと整列されている状態の書籍6A〜6Cや傾いている状態の書籍6Dとを判別するための電界強度の値である。閾値Th4とは、第2アンテナ4が受信した物体識別電波の電界強度Eに基づいて、整列されている状態の書籍6A〜6Cと傾いている状態の書籍6Dとを判別するための電界強度の値である。
The threshold value Th3 is based on the electric field strength E of the object identification radio wave received by the
なお、閾値Th1,Th2,Th3,Th4は、例えばそれぞれの状態の書籍6の書籍ICタグ8から受信した物体識別電波の電界強度Eの実測値に基づいて設定すればよい。また、Th1,Th2,Th3,Th4の値は、
Th1<Th2、Th3<Th4
という関係であれば任意の値にすることができる。
Note that the threshold values Th1, Th2, Th3, Th4 may be set based on, for example, measured values of the electric field strength E of the object identification radio wave received from the
Th1 <Th2, Th3 <Th4
If it is the relationship, it can be set to any value.
物体傾斜決定部74は、E1,E2,Th2,Th3の関係が、
E1>Th2、かつ、E2<Th3
であるとき、書籍6A〜6Cの配置状態は、適正であり、整列されている状態であると判断する。
The object
E1> Th2 and E2 <Th3
When it is, it determines that the arrangement | positioning state of the
また、物体傾斜決定部74は、E1,E2,Th1,Th4の関係が、
E1<Th1、かつ、E2>Th4
であるとき、前記物体が倒れている状態であると判断する。
Further, the object
E1 <Th1 and E2> Th4
When it is, it is determined that the object is in a fallen state.
また、物体傾斜決定部74は、E1,E2,Th1,Th2,Th3,Th4の関係が、
Th1<E1<Th2、かつ、Th3<E2<Th4
であるとき、前記物体が傾斜した状態であると判断する。
Further, the object
Th1 <E1 <Th2 and Th3 <E2 <Th4
When it is, it is determined that the object is in an inclined state.
また、物体傾斜決定部74は、E1とE2との差分
ΔE=|E1−E2|
に基づいて、物体の傾斜角度を特定する。
Further, the object
Based on the above, the inclination angle of the object is specified.
図13に示すフローチャートを用いて、物体管理装置100により実行される物体管理処理を説明する。物体管理処理の全体の流れは、概略的に、台車の自動移動または手動による移動、ICタグを読み取る、台車の移動終了、読み取ったICタグのデータの判断、判断結果の表示部に表示、という流れである。台車の自動移動とは、台車を自走させることで、自走に同期してICタグのデータを読み取るものである。台車の手動による移動とは、人手によって台車を移動させ、ICタグのデータ読み取りスタートなどを手動的なスイッチ操作などで行うものである。
The object management process executed by the
まず、物体管理装置100は、台車2の自走開始(S1)によって動作を開始する。次に、物体管理装置100は、台車2の自走と手動読み取り機能が同期しているかどうかを確認する(S2)。物体管理装置100は、台車2の自走と手動読み取り機能が同期していれば、ICタグの読み取りを開始する(S4)。物体管理装置100は、台車2の自走と手動読み取り機能が同期していなければ、手動で読み取り開始を実行し(S3)、ICタグの読み取りを開始する(S4)。図3に示す台車駆動部33と、計測及び台車走行同期部34がこの動作を分担する。
First, the
次に、物体管理装置100は、台車2が自走終了地点に到達したら(S5)、台車2の駆動を停止して台車2を停止させる(S6)。物体管理装置100は、再び台車2の自走と手動読み取り機能が同期しているかどうかを確認する(S7)。物体管理装置100は、再び台車2の自走と手動読み取り機能が同期していれば台車の自走を終了させ(S9)、非同期であれば手動で読み取り終了を実行して(S8)台車の自走を終了させる(S9)。以後の動作は、読み取ったICタグからのデータの解析である。
Next, when the
物体管理装置100は、ICタグからの受信信号強度(RSSI)、位相のデータをアンテナの番号ごとに振り分ける(S10)。
The
物体管理装置100は、間口ICタグからの受信信号強度(RSSI)のピーク値ごとに間口を決定し、ICタグごとに受信信号強度(RSSI)の最大値を取得したアンテナ番号から、個々の書籍が配架されている高さ位置すなわち該当段を決定する(S11)。図3に示す位置分割部32がこの動作を分担する。
The
図3に示すアンテナ相対位置(該当段)算出部50が間口ICタグ7及び書籍ICタグ8の受信信号強度(RSSI)の最大値から対象間口を分割する。そして、配列推定部31で書籍ICタグ8の受信信号強度(RSSI)の最大値の発生時間順位から該当段内の書籍配架を推定する(S12)。
The antenna relative position (corresponding stage)
物体管理装置100は、書籍ICタグ8の第1アンテナ3で受信した信号の電界強度E1と第2アンテナ4で受信した信号の電界強度E2とについて、それぞれ閾値Th1,Th2,Th3,Th4と比較する(S13)。このような判断は、図7に示す図書傾斜特定部70において、図11、図12で説明した原理のもとに行われる。
The
物体管理装置100は、第1アンテナ3で受信した信号の電界強度E1と第2アンテナ4で受信した信号の電界強度E2との差分ΔEに基づいて、書籍6の傾斜角を決定する(S14)。
The
制御部30は、間口ICタグ7と書籍ICタグ8と位置ICタグ15の読み取りデータと上記配架位置(棚段の位置)判断データと配置状態のデータを管理PC9(図1参照)へ転送する(S15)。管理PC9で、制御部30から転送される書籍の配架推定位置情報と、記憶部40内の書籍配架位置情報41を参照して得られる書籍の位置情報とを照合する(S16)。この動作は管理PC9において、図4に示すデータ照合部91が分担する。
The
物体管理装置100は、台車制御部から転送される配架情報と管理PC9で参照した配架情報が一致するか否かを判断する(S17)。上記両情報が一致すればS18に進み、一致しなければ管理PC9が表示部10に不一致の棚を表示して(S17)、ステップS18に進む。上記両情報の不一致の抽出は、図10に示す不一致データ抽出部92で行われる。不一致の棚の表示は不一致棚表示部93で行われる。
The
ステップS19では、管理PC9で画像データを参照し、表示部10に特定の配架位置すなわち書籍収容領域に収容されている書籍の画像と傾斜角などの配置状態とを表示する。
In step S19, the
[実施の形態の効果]
物体管理装置100によれば、書架1の間口面に沿って第1アンテナ3と第2アンテナ4を備える台車2を1回移動させれば、書架1の間口全体につき書籍ICタグ8を読み取ることができ、能率的な書籍管理が可能になる。
[Effect of the embodiment]
According to the
書架1の間口を規定する間口ICタグ7を有し、この間口ICタグ7を読み取ることによって間口を規定し、規定した間口単位で書籍の位置を推定するため、精度の高い書籍の位置を推定することができる。
The
間口ICタグ7は間口の高さ方向にも配置されて高さICタグを兼ねているため、書架の間口面を高さ方向にも規定して、特定の高さ位置の収容空間における書籍の位置及び配列順を推定することができる。
Since the
第1方向の直線偏波に指向性を有する第1アンテナ3と第2方向の直線偏波に指向性を有する第2アンテナ4とが受信した電波の電界強度に基づいて、書籍6の配置状態を推定することができる。また、書籍の配置状態を特定することで、倒れている書籍や斜めになっている書籍を適正な配置にするための場所が特定できるため、図書館などの業務の負荷を軽減することができる。
The arrangement state of the book 6 based on the electric field strength of the radio wave received by the
1 :書架
2 :台車
3 :第1アンテナ
4 :第2アンテナ
5 :送受信部
6 :書籍
7 :間口ICタグ
8 :書籍ICタグ
10 :表示部
12 :側板
13 :棚板
15 :位置ICタグ
20 :検出部
21 :支柱
22 :走行モータ
23 :モータコントローラ
30 :制御部
31 :配列推定部
32 :位置分割部
33 :台車駆動部
34 :台車走行同期部
40 :記憶部
41 :書籍配架位置情報
42 :書籍画像情報
50 :アンテナ相対位置算出部
51 :全アンテナ計測データ記録部
52 :アンテナ計測データ最大値抽出部
53 :アンテナ特定部
60 :タグ相対位置算出部
61 :位相データ抽出部
62 :位相差算出部
63 :アンテナ特定部
70 :図書傾斜特定部
71 :受信信号強度記録部
72 :閾値決定部
73 :受信信号強度比較部
74 :物体傾斜決定部
91 :データ照合部
92 :不一致データ抽出部
93 :不一致棚表示部
94 :配架位置表示部
100 :物体管理装置
1: Bookshelf 2: Cart 3: First antenna 4: Second antenna 5: Transmitter / receiver 6: Book 7: Frontage IC tag 8: Book IC tag 10: Display unit 12: Side plate 13: Shelf 15: Position IC tag 20 : Detection unit 21: support 22: travel motor 23: motor controller 30: control unit 31: array estimation unit 32: position division unit 33: cart drive unit 34: cart travel synchronization unit 40: storage unit 41: book arrangement position information 42: Book image information 50: Antenna relative position calculation unit 51: All antenna measurement data recording unit 52: Antenna measurement data maximum value extraction unit 53: Antenna specifying unit 60: Tag relative position calculation unit 61: Phase data extraction unit 62: Position Phase difference calculating unit 63: Antenna specifying unit 70: Book tilt specifying unit 71: Received signal strength recording unit 72: Threshold determining unit 73: Received signal strength comparing unit 74: Object tilt Determination unit 91: Data collation unit 92: Unmatched data extraction unit 93: Unmatched shelf display unit 94: Arrangement position display unit 100: Object management device
Claims (5)
前記第1方向に直交する第2方向の直線偏波を受信する指向性を持ち、前記物体特定電波を受信する第2アンテナと、
前記第1アンテナが受信した前記物体特定電波と前記第2アンテナが受信した前記物体特定電波とに基づいて、前記物体の配置状態を特定する配置状態特定部と、
を有する、物体管理装置。 A first antenna having directivity for receiving linearly polarized waves in a first direction and receiving an object-specific radio wave emitted by an object-specific tag for identifying the object;
A second antenna having directivity for receiving linearly polarized waves in a second direction orthogonal to the first direction and receiving the object-specific radio wave;
An arrangement state specifying unit for specifying an arrangement state of the object based on the object specifying radio wave received by the first antenna and the object specifying radio wave received by the second antenna;
An object management apparatus.
請求項1記載の物体管理装置。 The arrangement state specifying unit specifies the inclination degree of the object as the arrangement state based on the electric field strength of the object-specific radio wave.
The object management apparatus according to claim 1.
請求項1または2記載の物体管理装置。 The arrangement state specifying unit specifies the arrangement state of the object based on the electric field intensity of the linearly polarized wave,
The object management apparatus according to claim 1 or 2.
E1>Th2、かつ、E2<Th3
であるとき、前記物体の配置状態が適正であり、
E1<Th1、かつ、E2>Th4
であるとき、前記物体が倒れた状態であり、
Th1<E1<Th2、かつ、Th3<E2<Th4
であるとき、前記物体が傾斜した状態であると特定する、
請求項3記載の物体管理装置。
ただし、
Th1<Th2、Th3<Th4 The arrangement state specifying unit is configured such that the electric field strength of the object specific radio wave received by the first antenna is E1, the electric field strength of the object specific radio wave received by the second antenna is E2, and the object received by the first antenna is E2. When the threshold of the specific radio wave is Th1, Th2, and the threshold of the object specific radio wave received by the second antenna is Th3, Th4,
E1> Th2 and E2 <Th3
When the arrangement state of the object is appropriate,
E1 <Th1 and E2> Th4
The object is in a collapsed state,
Th1 <E1 <Th2 and Th3 <E2 <Th4
When the object is in a tilted state,
The object management apparatus according to claim 3.
However,
Th1 <Th2, Th3 <Th4
請求項4記載の物体管理装置。
ただし、
ΔE=|E1−E2| The arrangement state specifying unit specifies an inclination angle of the object based on a difference ΔE between the electric field strength of the object specific radio wave received by the first antenna and the electric field strength of the object specific radio wave received by the second antenna. To
The object management apparatus according to claim 4.
However,
ΔE = | E1-E2 |
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