特許 7528629 情報読み取りシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】情報読み取りシステム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/59 20060101AFI20240730BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20240730BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20240730BHJP

   H04B 5/48 20240101ALI20240730BHJP

   H01Q 13/20 20060101ALI20240730BHJP

   B65G 1/137 20060101ALN20240730BHJP

【ＦＩ】

H04B1/59

G06K7/10 224

B64C39/02

H04B5/48

H01Q13/20

B65G1/137 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020139484

(22)【出願日】2020-08-20

(65)【公開番号】P2022035276

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-05-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】松保 諒

(72)【発明者】

【氏名】宮本 格

【審査官】鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８６６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４３８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１７２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０２１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０２６４８１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／５９

Ｇ０６Ｋ ７／１０

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｈ０４Ｂ ５／４８

Ｈ０１Ｑ １３／２０

Ｂ６５Ｇ １／１３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人飛行体と、
地上を移動可能な構成を具備する移動機と、
一端が前記移動機に取り付けられるとともに他端が開放され、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためのワイヤー状のＲＦＩＤアンテナと、
前記ＲＦＩＤアンテナの前記他端と前記無人飛行体とを物理的に接続する非導電性の接続部材と、
前記ＲＦＩＤアンテナの前記一端に電気的に接続されて前記移動機に搭載され、前記ＲＦＩＤアンテナを介して前記ＲＦＩＤメディアから情報を読み取る読取器とを有し、
前記無人飛行体は、当該無人飛行体を飛行させるための命令を受信する通信アンテナを具備し、前記接続部材によって前記移動機と電気的に接続されていない状態で飛行する、情報読み取りシステム。

【請求項2】

請求項１に記載の情報読み取りシステムにおいて、
前記ＲＦＩＤアンテナは、
内部導線と、
前記内部導線の周囲を覆って巻き付けられた第１の絶縁体と、
貫通孔を具備し、前記第１の絶縁体の周囲を覆って巻き付けられた外部導体と、
前記外部導体の周囲を覆って巻き付けられた第２の絶縁体とを有する、情報読み取りシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＲＦＩＤメディアを用いて物品の管理を行う場合などにおいてＲＦＩＤメディアから情報を読み取る技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、情報化社会の進展に伴って、商品などの物品に添付されるタグに情報を記録し、このタグを用いての物品の管理が行われている。このようなタグを用いた物品管理においては、非接触通信によって情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なＲＦＩＤタグなどのＲＦＩＤメディアがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。ＲＦＩＤメディアを用いて物品の管理を行う場合は、管理する物品にＲＦＩＤメディアを取り付けておき、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためのアンテナをＲＦＩＤメディアにある程度近接させることで、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取り、読み取った情報を用いて物品の在庫などを管理することになる。その際、管理される物品は、例えば、収納棚などに縦横に並べて収納される場合が多いため、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためのアンテナを、管理する物品の収納位置に合わせて移動させる必要が生じる。

【0003】

ここで、ドローンにデジタルカメラを搭載し、ドローンを飛行させることで、収納棚に縦横に収納された物品に印刷されたバーコードを撮影し、撮影したバーコードによる情報を用いて物品の管理を行う技術が、特許文献１に開示されている。

【0004】

そこで、上述したように、管理する物品にＲＦＩＤメディアを取り付けて物品を管理する場合でも、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためのアンテナをドローンに搭載してドローンを飛行させることで、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取ることができ、物品を管理することができるようになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－２１８３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためのアンテナをドローンに搭載した場合、搭載箇所の制限などから情報を読取可能な範囲が狭くなってしまう虞がある。

【0007】

情報を読取可能な範囲を広げるためには、板状のアンテナを用いることが考えられるが、板状のアンテナをドローンに搭載したり吊り下げたりした場合、アンテナによって風の流れが変わってしまってドローンの正常な制御が困難になってしまうという問題点がある。

【0008】

また、アンテナを介してＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためには、アンテナを介してＲＦＩＤメディアから情報を読み取る読取器を用いることになるが、読取器がドローンに搭載されることでドローンの重量が重くなり、ドローンの飛行消費電力が増大して飛行時間の減少につながってしまうという問題点がある。

【0009】

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ＲＦＩＤメディアを用いて物品の管理を行う場合などに無人飛行体を用いてＲＦＩＤメディアから情報を読み取る情報読み取りシステムにおいて、情報の読み取りや無人飛行体の飛行に支障を生じさせることなく、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取ることができる情報読み取りシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために本発明は、
無人飛行体と、
地上を移動可能な構成を具備する移動機と、
一端が前記移動機に取り付けられるとともに他端が開放され、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためのワイヤー状のＲＦＩＤアンテナと、
前記ＲＦＩＤアンテナの前記他端と前記無人飛行体とを物理的に接続する非導電性の接続部材と、
前記ＲＦＩＤアンテナの前記一端に電気的に接続されて前記移動機に搭載され、前記ＲＦＩＤアンテナを介して前記ＲＦＩＤメディアから情報を読み取る読取器とを有し、
前記無人飛行体は、当該無人飛行体を飛行させるための命令を受信する通信アンテナを具備し、前記接続部材によって前記移動機と電気的に接続されていない状態で飛行する。

【0011】

上記のように構成された本発明においては、無人飛行体を用いてＲＦＩＤメディアから情報を読み取る場合、アンテナを介してＲＦＩＤメディアから情報が読み取られることになる。その際、アンテナが、地上を移動可能な移動機に一端が取り付けられるとともに、他端が非導電性の接続部材を介して無人飛行体と物理的に接続されていることにより、無人飛行体にアンテナが搭載されている場合と比べて読取範囲が広くなるとともに、アンテナがワイヤー状であることで、アンテナによって風の流れが変わって無人飛行体の正常な制御が困難になってしまうということがない。また、アンテナを介してＲＦＩＤメディアから情報を読み取る読取器が、アンテナの一端に接続されて移動機に搭載されていることで、無人飛行体の重量が重くなって無人飛行体の飛行消費電力が増大して飛行時間が減少してしまうことが回避される。

【0012】

また、ＲＦＩＤアンテナが、内部導線と、内部導線の周囲を覆って巻き付けられた第１の絶縁体と、貫通孔を具備して第１の絶縁体の周囲を覆って巻き付けられた外部導体と、外部導体の周囲を覆って巻き付けられた第２の絶縁体とを有する構成とすれば、外部導体の貫通孔の形状やピッチ、角度などよって、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るための電波の強さや周波数を容易に調整することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ＲＦＩＤメディアを用いて物品の管理を行う場合などに無人飛行体を用いてＲＦＩＤメディアから情報を読み取る情報読み取りシステムにおいて、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るためのアンテナが、地上を移動可能な移動機に一端が取り付けられるとともに、他端が非導電性の接続部材を介して無人飛行体と物理的に接続されていることにより、ＲＦＩＤメディアからの読取範囲が広がるとともに、無人飛行体の正常な制御が困難になってしまうということがなく、また、アンテナを介してＲＦＩＤメディアから情報を読み取る読取器が、アンテナの一端に接続されて移動機に搭載されていることで、無人飛行体の重量が重くなって無人飛行体の飛行消費電力が増大して飛行時間が減少してしまうことが回避され、それにより、それにより、情報の読み取りや無人飛行体の飛行に支障を生じさせることなく、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取ることができる。

【0014】

また、アンテナが、内部導線と、内部導線の周囲を覆って巻き付けられた第１の絶縁体と、貫通孔を具備して第１の絶縁体の周囲を覆って巻き付けられた外部導体と、外部導体の周囲を覆って巻き付けられた第２の絶縁体とを有するものにおいては、外部導体の貫通孔の形状やピッチ、角度などよって、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るための電波の強さや周波数を容易に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の情報読み取りシステムの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ａ方向から見た側面図である。

【図2】図１に示した情報読み取りシステムの機能ブロック図である。

【図3】図１に示したＲＦＩＤアンテナ及び接続ケーブルの詳細な構成を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す図、（ｂ）はＲＦＩＤアンテナを軸方向から見た積層構成を示す図、（ｂ）はＲＦＩＤアンテナを側方から見た積層構成を示す図である。

【図4】図１～図３に示した情報読み取りシステムを用いて情報が読み取られる形態の一例を示す図である。

【図5】図１～図３に示した情報読み取りシステムを用いて、図４に示したように収納棚に収納された物品を管理する方法を説明するための図である。

【図6】図５に示すようにして図１～図３に示した情報読み取りシステムによって情報を読み取る際のＲＦＩＤアンテナと物品との関係を側方から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

【0017】

図１は、本発明の情報読み取りシステムの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ａ方向から見た側面図である。

【0018】

本形態における情報読み取りシステムは図１に示すように、ドローンユニット１とベースユニット４０とが、ＲＦＩＤアンテナ２０及び接続部材となる接続ケーブル５０を介して接続されて構成されている。ドローンユニット１は、ドローン１０と、それに取り付けられたガード部材３０とを有している。

【0019】

ドローン１０は、本願発明にて無人飛行体となるものである。ドローン１０は、その中心部から４本の脚部が互いに異なる方向に延びて構成されたボディ部１１と、４本の脚部のそれぞれの先端近傍に取り付けられたプロペラ１２ａ～１２ｄとを有している。ガード部材３０は、ドローン１０全体を４方向から取り囲んでドローン１０に取り付けられ、ドローン１０を外部からの接触から保護する。ガード部材３０は、例えば、ドローン１０のボディ部１１の４つの脚部の先端と取付部１３ａ～１３ｄによって取り付けられている。

【0020】

ベースユニット４０は、本願発明にて移動機となるものである。ベースユニット４０は、下面に車輪４３が取り付けられており、地上を移動可能に構成されている。

【0021】

ＲＦＩＤアンテナ２０及び接続ケーブル５０は、ワイヤー状のものであり、ＲＦＩＤアンテナ２０の一端がベースユニット４０に取り付けられるとともに、接続ケーブル５０の一端がドローン１０のボディ部１１に取り付けられ、ＲＦＩＤアンテナ２０及び接続ケーブル５０の他端どうしが接続されて構成されている。これにより、ＲＦＩＤアンテナ２０が、その一端がベースユニット４０に取り付けられ、他端が電気的に開放されているものの接続ケーブル５０によってドローン１０に物理的に接続されている。ＲＦＩＤアンテナ２０及び接続ケーブル５０の詳細な形状については後述する。

【0022】

図２は、図１に示した情報読み取りシステムの機能ブロック図である。

【0023】

図１に示した情報読み取りシステムは図２に示すように、通信アンテナ１４と、プロペラ１２と、プロペラ駆動部１５と、ＲＦＩＤ読取器４１と、ＲＦＩＤアンテナ２０と、接続ケーブル５０と、電源部１７，４２とをその機能として有している。

【0024】

通信アンテナ１４と、プロペラ１２と、プロペラ駆動部１５と、電源部１７とは、ドローンユニット１に搭載されている。

【0025】

通信アンテナ１４は、ドローンユニット１を飛行させるための命令を受信するためのものである。

【0026】

プロペラ１２は、図１に示した４つのプロペラ１２ａ～１２ｄに相当する。

【0027】

プロペラ駆動部１５は、通信アンテナ１４を介して受信した命令に従ってプロペラ１２を回転駆動させ、ドローンユニット１を飛行させる。

【0028】

電源部１７は、プロペラ駆動部１５に電源を供給する。

【0029】

ＲＦＩＤ読取器４１と、電源部４２とは、ベースユニット４０に搭載されている。

【0030】

ＲＦＩＤ読取器４１は、ＲＦＩＤアンテナ２０の一端に接続され、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るための信号をＲＦＩＤアンテナ２０に伝送することで、ＲＦＩＤアンテナ２０を介してＲＦＩＤメディアから情報を読み取る。

【0031】

電源部４２は、ＲＦＩＤ読取器４１に電源を供給する。

【0032】

ＲＦＩＤアンテナ２０は、ＲＦＩＤタグなどのＲＦＩＤメディアから非接触で情報を読み取るためのものである。

【0033】

図３は、図１に示したＲＦＩＤアンテナ２０及び接続ケーブル５０の詳細な構成を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す図、（ｂ）はＲＦＩＤアンテナ２０を軸方向から見た積層構成を示す図、（ｂ）はＲＦＩＤアンテナ２０を側方から見た積層構成を示す図である。

【0034】

図１に示したＲＦＩＤアンテナ２０及び接続ケーブル５０は図３（ａ）に示すように、ＲＦＩＤアンテナ２０の両端に接続コネクタ６１，６２が取り付けられており、一方の接続コネクタ６１を介してＲＦＩＤアンテナ２０がベースユニット４０の読取器４１に接続され、他方の接続コネクタ６２を介してＲＦＩＤアンテナ２０と接続ケーブル５０とが接続されている。

【0035】

接続ケーブル５０は、非導電性の材料からなり、接続コネクタ６２を介してＲＦＩＤアンテナ２０と接続されていない側の端部が、ドローン１０のボディ部１１に取り付けられている。

【0036】

ＲＦＩＤアンテナ２０としては図３（ｂ），（ｃ）に示すように、内部導線２２と、絶縁体２３と、外部導体２４と、絶縁被覆２５とから構成された同軸ワイヤーケーブルを用いることができる。

【0037】

図３に示したＲＦＩＤアンテナ２０は、内部導線２２の周囲に第１の絶縁体２３が内部導線２２を覆って巻き付けられ、絶縁体２３の周囲に外部導体２４が絶縁体２３を覆って巻き付けられ、さらに外部導体２４の周囲に第２の絶縁体となる絶縁被覆２５が外部導体２４を覆って巻き付けられることで絶縁被覆２５によって被覆されて構成されている。

【0038】

このように構成されたＲＦＩＤアンテナ２０に対して、内部導線２２に電流を流すと、流れる電流により発生した電波は、外部導体２４によって遮断されて外部に放射されることが回避される。ところが、外部導体２４には、外部導体２４を表裏貫通した貫通孔となるスリット２４ａが形成されており、それにより、内部導線２２を流れる電流により発生した電波がこのスリット２４ａを介して外部に放射されることになる。

【0039】

このような作用を利用して、ＲＦＩＤ読取器４１から内部導線２２に対して、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るための信号を伝送することで、ＲＦＩＤアンテナ２０からその信号を電波として放射してＲＦＩＤメディアから情報を読み取る。その際、スリット２４ａのピッチや長さ、角度などを変えることで、スリット２４ａを介して放射する電波の強さや周波数を容易に調整することができる。

【0040】

このように、外部導体２４に形成されたスリット２４ａを介して、ＲＦＩＤメディアに対する情報の読み取りのための電波を放射することになるため、電波を安定して放射できるとともに、電波の放射量を任意の量に設定することができる。

【0041】

以下に、上記のように構成された情報読み取りシステムを用いて、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取る情報読み取り方法について説明する。

【0042】

図４は、図１～図３に示した情報読み取りシステムを用いて情報が読み取られる形態の一例を示す図である。

【0043】

図１～図３に示した情報読み取りシステムを用いて情報が読み取られる形態としては、図４に示すように、収納棚２の縦横に並べて収納された物品３を管理する形態が考えられる。物品３のそれぞれにはＲＦＩＤメディアとなるＲＦＩＤタグ４が同一方向を向いて取り付けられており、ドローンユニット１を用いてＲＦＩＤタグ４から情報を読み取ることで、物品３を管理することができる。

【0044】

図５は、図１～図３に示した情報読み取りシステムを用いて、図４に示したように収納棚２に収納された物品３を管理する方法を説明するための図であり、ＲＦＩＤアンテナ２０を介して情報を読み取る際の全体の外観図を示す。図６は、図５に示すようにして図１～図３に示した情報読み取りシステムによって情報を読み取る際のＲＦＩＤアンテナ２０と物品３との関係を側方から見た図である。

【0045】

図１～図３に示した情報読み取りシステムを用いて、図４に示したように収納棚２に収納された物品３を管理する場合は、図５に示すように、収納棚２に収納された物品３のうちＲＦＩＤタグ４が取り付けられた面側にてドローンユニット１を飛行させる。これは、ドローンユニット１を飛行させるための命令をドローンユニット１に送信し、この命令がドローンユニット１の通信アンテナ１４を介してプロペラ駆動部１５にて受信され、プロペラ駆動部１５の制御によってプロペラ１２が回転駆動することで実現される。ドローンユニット１は縦横自在に飛行可能であるため、図４に示したように縦横に並べて収納棚２に収納された物品３のそれぞれに対向するように飛行させることができる。この際、ドローンユニット１とベースユニット４０とは、ＲＦＩＤアンテナ２０及び接続ケーブル５０を介して接続されているものの、接続ケーブル５０が非導電性の材料から構成されているものであることで、ドローンユニット１は、ベースユニット４０と電気的に接続されていない状態で飛行することになる。また、ドローン１０には、ドローン１０を外部からの接触から保護するガード部材３０が取り付けられているので、物品３に取り付けられたＲＦＩＤタグ４から情報を読み取ることで物品３を管理するためにドローンユニット１を物品３のそれぞれに近接させるように飛行させたとしても、ドローン１０のプロペラ１２ａ～１２ｄなどが物品３に接触してしまうことが回避される。

【0046】

ドローンユニット１が飛行中において、上述したようにベースユニット４０のＲＦＩＤ読取器４１から、ＲＦＩＤタグ４から情報を読み取るための信号がＲＦＩＤアンテナ２０に伝送されると、ＲＦＩＤアンテナ２０からその信号による電波が放射され、その電波による通信距離の範囲にある（例えば対向している）ＲＦＩＤタグ４から情報が読み取られる。

【0047】

その際、ＲＦＩＤアンテナ２０が、地上を移動可能なベースユニット４０に一端が取り付けられるとともに、他端が非導電性の接続ケーブル５０を介してドローン１０と物理的に接続されていることにより、図６に示すように、ＲＦＩＤアンテナ２０には一度に多くのＲＦＩＤタグ４が対向することとなり、それにより、ドローン１０にＲＦＩＤアンテナが搭載されている場合と比べて読取範囲が広くなる。

【0048】

また、ＲＦＩＤタグ４から情報を読み取るためのアンテナは一般的に板状のものであり、読み取り可能な距離を長くするためにはその面積を大きくする必要がある。そのため、ドローン１０が飛行する際にアンテナによって風の流れが変わってしまい、ドローン１０の正常な制御が困難になってしまうが、ＲＦＩＤアンテナ２０が同軸ワイヤーケーブルからなるワイヤー状であることで、ドローン１０が飛行する際にＲＦＩＤタグ４から情報を読み取るＲＦＩＤアンテナ２０によって風の流れが変わってしまってドローン１０の正常な制御が困難になってしまうことが回避される。

【0049】

このように本形態においては、ＲＦＩＤタグ４から情報を読み取るためのＲＦＩＤアンテナ２０が、地上を移動可能なベースユニット４０に一端が取り付けられるとともに、他端が非導電性の接続ケーブル５０を介してドローン１０と物理的に接続されていることにより、ＲＦＩＤタグ４からの読取範囲が広がるとともに、ドローン１０の正常な制御が困難になってしまうということがなく、それにより、情報の読み取りやドローン１０の飛行に支障を生じさせることなく、ＲＦＩＤタグ４から情報を読み取ることができる。

【0050】

また、ＲＦＩＤアンテナ２０を介してＲＦＩＤタグ４から情報を読み取るＲＦＩＤ読取器４１がドローンユニット１ではなく、ベースユニット４０に搭載されていることで、ドローンユニット１の軽量化を図ることができ、それにより、ドローン１０の重量が重くなってドローン１０の飛行消費電力が増大して飛行時間が減少してしまうことを回避できる。

【0051】

また、ＲＦＩＤアンテナ２０が、非導電性の接続ケーブル５０を介してドローン１０に接続されていることで、ドローンユニット１は、ベースユニット４０と電気的に接続されておらず、それにより、相互にノイズの影響を受けることがない。

【0052】

なお、本形態においては、ＲＦＩＤアンテナ２０として、図３に示したような同軸ワイヤーケーブルを用いたものを例に挙げて説明したが、ＲＦＩＤメディアから情報を読み取るための信号を伝送可能であって、その際に伝送する信号によって電波を放射できるワイヤー状のものであればこれに限らない。

【0053】

また、本形態においては、無人飛行体としてドローンを例に挙げて説明したが、無人飛行体としては、ジェット気流や磁場などを利用して飛行できるものであってもよい。

【符号の説明】

【0054】

１ ドローンユニット
２ 収納棚
３ 物品
４ ＲＦＩＤタグ
１０ ドローン
１１ ボディ部
１２，１２ａ～１２ｄ プロペラ
１３ａ～１３ｄ 取付部
１４ 通信アンテナ
１５ プロペラ駆動部
１７，４２ 電源部
２０ ＲＦＩＤアンテナ
２２ 内部導線
２３ 絶縁体
２４ 外部導体
２４ａ スリット
２５ 絶縁被覆
３０ ガード部材
４０ ベースユニット
４１ ＲＦＩＤ読取器
４３ 車輪
５０ 接続ケーブル
６１，６２ 接続コネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】