BOPP, Clemens (Ostendstrasse 38, Nürnberg, 90402, DE)
DALLHAMMER, Michael (Heinrich-Goebel-Strasse 10, Röthenbach, 90552, DE)
RÖTTER, Gerhard (Friedenstr. 15, Veitsbronn, 90587, DE)
BLEISTEINER, Thomas (Rosenweg 24, Rengersricht, 90602, DE)
BOPP, Clemens (Ostendstrasse 38, Nürnberg, 90402, DE)
DALLHAMMER, Michael (Heinrich-Goebel-Strasse 10, Röthenbach, 90552, DE)
RÖTTER, Gerhard (Friedenstr. 15, Veitsbronn, 90587, DE)
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum automatischen Erfassen von bewegten Objekten (1, 2), wobei die Vorrichtung aufweist - eine mit mindestens einer RFID Antenne (15) und mindestens zwei Wänden (11) versehene RFID-Leseeinrichtung (10, 17, 19, 20) zur Anwesenheitsprüfung der Objekte (1, 2), welche durch einen durch die zwei Wände (11) gebildeten Zwischenraum hindurchgeführt werden, und - eine Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der Anwesenheitsergebnisse der RFID-Leseeinrichtung (10, 17, 19, 20), dadurch gekennzeichnet, dass
- mindestens eine, den zu erfassenden Objekten (1, 2) zugewandte Wandseite der RFID-Leseeinrichtung (10, 17, 19, 20) so mit einem Absorbermaterial (14) versehen ist, dass ein mit dem bewegten Objekt (1,2) verbundener RFID Transponder nur im Nahfeld der RFID Antenne (15) erkannt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wandseiten (11) der RFID-Leseeinrichtung (10, 17, 19,
20) mit Absorbermaterial (14) versehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Leseeinrichtung (10, 17, 19, 20) einen Boden (12) und eine Decke (13) aufweist, welche mit Absorbermaterial (14) versehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Absorbermaterial (14) RFID-Anten- nen (15) angeordnet sind.
5. RFID-Lese- und/oder -Schreibeinrichtung, welche mit mindestens einer RFID Antenne (15) und mindestens zwei Wänden
(11) versehen ist und zur Anwesenheitsprüfung von bewegten Objekten (1, 2) und/oder zum Beschreiben von auf den bewegten Objekten angeordneten RFID Transpondern vorgesehen ist, welche durch einen durch die zwei Wände (11) gebildeten Zwischenraum hindurchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, den zu erfassenden und/oder beschreibenden Objekten (1, 2) zugewandte Wandseite der RFID-Lese- und/oder -Schreibeinrichtung (10, 17, 19, 20) so mit einem Absorbermaterial (14) versehen ist, dass ein mit dem bewegten Objekt (1,2) verbundener RFID Transponder nur im Nahfeld der RFID Antenne (15) erkannt wird.
6. RFID-Lese- und/oder -Schreibeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wandseiten (11) der RFID- Lese- und/oder -Schreibeinrichtung (10, 17, 19, 20) mit Absorbermaterial (14) versehen sind.
7. RFID-Lese- und/oder -Schreibeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung einen Boden
(12) und eine Decke (13) aufweist, welche mit Absorbermaterial (14) versehen sind.
8. RFID-Lese- und/oder -Schreibeinrichtung nach einem der An- sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Absorbermaterial (14) RFID-Antennen (15) angeordnet sind.
9. Gegenstandsleitsystem, insbesondere Flughafen-Gepäckleitsystem, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. |
Beschreibung
Vorrichtung zur automatischen Erfassung von Objekten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Erfassen von Objekten, wobei die Vorrichtung aufweist eine mit mindestens zwei Wänden versehene RFID-Leseeinrichtung zur Anwesenheitsprüfung der Objekte, welche durch einen durch die zwei Wände gebildeten Zwischenraum hindurchführbar sind, und eine Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der Anwesenheitsergebnisse der RFID-Leseeinrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine RFID-Leseeinrichtung sowie ein Gegenstandsleitsystem, insbesondere ein Flughafen-Gepäckleitsystem.
Eine Vorrichtung, in welcher eine so genannte RFID (Radio Frequency Identification Device) -Technik eingesetzt wird, ist hinlänglich z. B. im Rahmen eines Flughafen-Gepäckleitsystems bekannt. Während des Transports eines Gepäckstückes auf einem Bandförderer durch eine RFID-Leseeinrichtung in Form einer
RFID-Kabine hindurch erfasst mindestens eine innerhalb dieser Kabine angeordnete, mit einer RFID-Leseeinheit verbundene RFID-Antenne Informationen, die in einem Speicher eines auf dem Gepäckstück befestigten RFID-Transponders (RFID-Tag) hin- terlegt sind. Diese Informationen wertet eine Verarbeitungseinrichtung aus und in Abhängigkeit eines Auswerte- bzw. Anwesenheitsergebnisses steuert die Verarbeitungseinrichtung eine Weiche derart an, dass das Gepäckstück an ein vorgegebenes Ziel transportiert wird. Damit ein Gepäckstück an ein vorgesehenes Ziel befördert wird, ist die richtige zeitliche Reihenfolge der Gepäckstückerfassung von Bedeutung. Es kann beispielsweise vorkommen, dass ein Gepäckstück an das Ziel eines auf dem Bandförderer nachfolgenden Gepäckstücks transportiert wird, weil dieses nachfolgende Gepäckstück zuerst erfasst wurde. Insbesondere dann, wenn der Abstand der Gepäckstücke auf dem Bandförderer zu gering ist, häufen sich derartige Fehltransporte.
Um derartige Störungen zu vermindern, sind RFID-Kabinen gewöhnlich aus Metall und in Durchfahrtsrichtung mit Vorhängen versehen. Die RFID-Kabine mit geschlossenen Vorhängen schirmt zwar den verwendeten RFID-Frequenzbereich ab, d. h., die Sig- nale der RFID-Transponder der Gepäckstücke außerhalb der metallenen Kabine werden gut abgeschirmt. Allerdings kann es vorkommen, dass während des Transports eines Gepäckstückes in bzw. aus der RFID-Kabine, während dessen der Vorhang zumindest teilweise geöffnet ist, anstatt der Signale eines Ge- päckstückes in der Kabine die Signale eines noch außerhalb der Kabine transportierten Gepäckstückes erfasst werden. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass bereits bei einem Abstand zwischen zwei Gepäckstücken von ca. einem Meter die Reihenfolge dieser Gepäckstücke nicht mehr sicher richtig er- kannt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher eine fehlerhafte Erfassung von Objekten weitgehend ver- mieden wird. Darüber hinaus ist eine RFID-Lese- und/oder -Schreibeinrichtung sowie ein Gegenstandsleitsystem, insbesondere ein Flughafen-Gepäckleitsystem anzugeben, mit welchem Gepäckstücke weitgehend fehlerfrei erfassbar sind.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen, im Hinblick auf die RFID-Lese- und/oder -Schreibeinrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 angegebenen und im Hinblick auf das Gegenstandsleitsystem durch die im An- spruch 9 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Vorteilhaft ist, dass die zeitliche Reihenfolge der Erfassung der Objekte in der RFID-Leseeinrichtung der zeitlichen Reihenfolge des Transports dieser Objekte durch die RFID-Lese- einrichtung entspricht. Die Objekte werden auch dann richtig zeitlich erfasst, falls die Abstände der Objekte sehr gering sind. Darüber hinaus ist sichergestellt, dass die Signale der
RFID-Transponder RFID-Leser benachbarter Vorrichtungen nicht störend beeinflussen.
Die Erfindung geht von der Idee aus, nur im Nahfeld einer An- tenne eines RFID-Lesers die Signale eines RFID-Transponders zu lesen. Dies wird dadurch unterstützt, dass das Absorbermaterial im verwendeten RFID-Frequenzbereich außerhalb des räumlichen Lesebereiches absorbierend wirkt und das RFID- Signal dämpft, wodurch insbesondere Reflexionen des RFID- Signals in einer metallischen Kabine stark vermindert werden. Diese metallischen Kabinen reflektieren nämlich die elektromagnetische Welle extrem häufig, so dass eine kontrollierte Erfassung des Signals des Transponders ohne den Einsatz von Absorbermaterial schwierig ist. Um derartige Reflexionen zu vermeiden, könnte man zwar die Kabine aus nichtleitenden Materialien, z. B. Materialien in Form von Kunststoff oder Holz, ausbilden. Allerdings durchdringt in diesem Fall die elektromagnetische Welle den Aufbau und ein ortsnaher weiterer RFID-Aufbau, welcher im gleichen Frequenzband mit dem- selben Protokoll arbeitet, wird gestört. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass nicht die eigenen sondern Signale von Transpondern weiterer benachbarter RFID-Lesestationen gelesen werden .
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, alle Wandseiten bzw. sowohl die Wandseiten als auch die Innenseiten des Kabinenbodens und der Kabinendecke komplett mit Absorbermaterial bzw. einer -Schicht auszustatten, welches bzw. welche in dem verwendeten RFID-Frequenzbereich absorbie- rend wirkt. Durch derartige Maßnahmen wird die fehlerfreie
Erfassung verbessert, wobei der Abstand zwischen den auf einem Bandförderer bewegten Objekten deutlich vermindert werden kann. In einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird aufgrund eines derartigen Aufbaus auch bei geringen Ab- ständen (Abstände kleiner als 40 cm) zwischen den auf Objekten befestigten Transpondern (Tags) eine sehr gute Reihenfolgeerkennung erzielt. Diese ist erheblich besser als die, welche in einem Aufbau mit einer Metallkabine ohne Absorber-
material bewirkt wird. Unabhängig davon, ob die RFID-Kabine aus Metall, Holz oder Kunststoff besteht, und unabhängig davon, ob die Kabine ohne oder mit abschirmenden Vorhängen versehen ist, werden aufgrund des Absorbermaterials bzw. der Ab- sorberschichten sehr gute Ergebnisse im Hinblick auf die Reihenfolgeerkennung erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, werden im Folgenden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.
Es zeigen:
Figuren 1 bis 5 Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Figuren 6 bis 8 einen an sich bekannten Basisaufbau einer
Transportstrecke und Figur 9 eine weitere vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in den Figuren 1 bis 8 dargestellten gleichen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Zunächst wird auf die Figuren 6 bis 8 verwiesen, in welchen ein an sich bekannter Basisaufbau einer Transportstrecke mit einer RFID-Leseeinrichtung dargestellt ist. Dort werden Objekte in Form von Gegenständen 1, 2 auf einem Transportband 3 bewegt, wobei eine RFID-Leseeinrichtung 4 die durch sie hindurch transportierten Gegenstände 1, 2 erfasst, was bedeutet, dass die Anwesenheit der Gegenstände 1, 2 in der RFID-Leseeinrichtung 4 geprüft wird. Eine hier nicht dargestellte Verarbeitungseinheit, welche Teil der RFID-Leseeinrichtung 4 sein kann, wertet die Erfassungs- bzw. Anwesenheitsergebnisse aus und steuert ebenfalls eine hier nicht dargestellte Weiche der Transportstrecke in der Art und Weise, dass die Gegenstände 1, 2 zu deren vorgesehenen Zielen 5, 6 gelenkt werden.
Es wird angenommen, dass die Verarbeitungseinheit programmiert bzw. parametriert ist, um den Gegenstand 1 zu dem Ziel 5 und den Gegenstand 2 zu dem Ziel 6 zu transportieren. Dazu ist es erforderlich, dass die Gegenstände 1, 2 in der RFID- Leseeinrichtung 4 zeitlich richtig erfasst werden. Das bedeutet, dass die zeitliche Reihenfolge der Erfassung der Gegenstände 1, 2 der zeitlichen Reihenfolge des Transports dieser Gegenstände 1, 2 durch die RFID-Leseeinrichtung 4 ent- spricht.
Für den Fall, dass die Gegenstände 1, 2 in der RFID-Leseeinrichtung 4 zeitlich korrekt erfasst sind, wird entsprechend der Programmierung bzw. Parametrierung der Verarbei- tungseinheit der Gegenstand 1 zum Ziel 5 und der Gegenstand 2 zum Ziel 6 transportiert (Figur 7) . Werden dagegen die Gegenstände 1, 2 zeitlich nicht korrekt erfasst, weil das RFID- Signal eines am Gegenstand 1 angeordneten bzw. befestigten Transponders 8 in der RFID-Leseeinrichtung 4 später erfasst bzw. erkannt wird als das RFID-Signal eines Transponders 9 des Gegenstandes 2, obwohl dieser Gegenstand 2 sich nach dem Gegenstand 1 durch die RFID-Leseeinrichtung 4 bewegt, so werden die Gegenstände 1, 2 fehlgeleitet. Das bedeutet, der Gegenstand 1 bewegt sich anstatt zum vorgegebenen Ziel 5 zum Ziel 6 und der Gegenstand 2 zum Ziel 5 anstatt zum vorgegebenen Ziel 6 (Figur 8) .
Um eine fehlerhafte Erfassung von Objekten weitgehend zu vermeiden und um zu ermöglichen, dass die zeitliche Reihenfolge der Erfassung der Gegenstände in der RFID-Leseeinrichtung der zeitlichen Reihenfolge des Transports dieser Gegenstände durch die RFID-Leseeinrichtung entspricht, ist vorgesehen, mindestens eine Innenwand der RFID-Leseeinrichtung mit Absorbermaterial bzw. mit einer Absorbermaterialschicht zu verse- hen, welches bzw. welche zur Absorption der RFID-Signale der Transponder außerhalb eines vorgegebenen bzw. definierten räumlichen Lesebereiches geeignet ist.
Es wird im Folgenden auf die Figuren 1 bis 5 verwiesen, in welchen eine RFID-Leseeinrichtung in Form einer RFID-Kabine mit unterschiedlich angeordneten Absorbermaterialschichten dargestellt ist, wobei Teile in den Figuren 3 bis 5 für eine bessere Veranschaulichung „halbdurchsichtig" gezeichnet sind. In Figur 1 ist mit 10 eine RFID-Kabine bezeichnet, deren Seitenwände 11 sowie deren Boden 12 und Decke 13 im Innern der Kabine 10 mit einer aus Absorbermaterial bestehenden Schicht 14 versehen sind. Auf den Schichten 14 der Seitenwände 11, des Bodens 12 und der Decke 13 der Kabine ist jeweils eine RFID-Antenne 15 angebracht, welche über ein Kabel mit einem RFID-Leser 16 verbunden ist. Das Absorbermaterial 14 ist so gewählt, dass ein räumlicher Lesebereich im Bereich der Antennen 15 eingerichtet ist, d. h., nur das RFID-Signal eines Transponders eines Gegenstandes, welcher sich im Nahbereich der Antennen bewegt, wird erfasst, RFID-Signale außerhalb dieses Lesebereiches dagegen werden absorbiert.
Die RFID-Kabine 10 weist eine maximale Durchgangsöffnung zur Durchführung von größeren Gegenständen auf. Im Unterschied dazu ist in den Figuren 2 und 3 eine Kabine 17 mit einer eingeschränkten Durchgangsöffnung gezeigt, durch welche ein Transportband 18 hindurchgeführt ist. Die Kabine 17 weist e- benfalls jeweils an den Innenseiten der Wände 11 sowie an den Innenseiten des Bodens 12 und der Decke 13 eine aus Absorbermaterial bestehende Schicht 14 auf, an der jeweils eine RFID-Antenne 15 angebracht ist.
Figur 9 zeigt eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Damit werden auch bewegte Objekte 1, insbesondere Gepäckstücke, in ihrer zeitlichen Reihenfolge besonders sicher erkannt, wenn sie auf einem Transportband in geringem Abstand nacheinander durch die RFID Leseeinrichtung eines Flughafen-Gepäckleitssystems hindurchgeführt werden. Die Vor- richtung bzw. RFID Leseinrichtung 17 weist eine Kabine mit zwei Seitenwänden 11, einem Boden 12 und einer Decke 13 auf. Durch diese Kabine 17, deren Seitenteile und Boden und Decke im Wesentlichen gleiche Länge aufweisen und somit nahezu
quadratisch ausgebildet ist, werden die Gepäckstücke auf einem Transportband 18 hindurchbewegt. Alle Kabinenteile 11, 12, und 13 sind dabei mit einer Schicht aus dem Absorbermaterial, in Figur 9 aber nicht näher dargestellt, versehen. Zur sicheren Erkennung der RFID Transponder und damit der Gepäckstücke, ist in den beiden oberen Ecken der Kabine 17 jeweils eine RFID Antenne 15 vorgesehen. Diese RFID Antennen 15 sind dabei zueinander und in Bezug zum Transportband 18 so ausgerichtet, dass sie mit den jeweiligen räumlichen Emp- fangsbereichen ihrer Antennen alle RFID Transponder, unabhängig von deren Lage auf dem Gepäckstück erkennen können. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die in Fig 9 gezeigte Anordnung herausgestellt, bei der die beiden Antennen 15 im Winkel von ca. 40 bis 50 Grad ausgerichtet sind. Zur weiteren Verbesserung der Erkennung, insbesondere, wenn der RFID
Transponder auf der Unterseite des Gepäckstückes zwischen Gepäckstück und dem Transportband 18 zum Liegen kommen sollte, ist zwischen Boden 12 und Transportband 18 zumindest eine weitere RFID Antenne 15 vorgesehen. Für breite Transportbän- der 18, so wie sie in aller Regel bei Flughafen-Gepäckleitsystemen zum Einsatz kommen, hat sich dabei die in Figur 9 dargestellte Anordnung aus zwei, quer zur Transportrichtung nebeneinander angeordneter RFID Antennen 15, als besonders vorteilhaft herausgestellt. Damit diese beiden, zwischen Bo- den und Transportband angeordneten, RFID Antennen 15 auch die RFID Transponder auf dem Transportband erkennen können, muss dieses zumindest im räumlichen Empfangsbereich der RFID Antennen 15 für die RFID Signale transparent sein. Vorzugsweise besteht dazu das gesamte Transportband 18 aus einem nichtme- tallischem Material.
In den Figuren 4 und 5 sind RFID-Leseeinrichtungen 19, 20 dargestellt, von denen die Einrichtung 19 keine Decke und die Einrichtung 20 weder einen Boden noch eine Decke aufweist. Derartige Einrichtungen sind z. B. zur Erfassung von Fahrzeugen geeignet, an welchen jeweils ein RFID-Transponder angebracht ist.
Durch die Schichten 14 aus Absorbermaterial wird die Reihenfolgeerkennung der Gegenstände insbesondere dadurch erreicht, dass das RFID-Signal bzw. die elektromagnetische Welle außerhalb eines vorgebbaren bzw. definierten Lesebereiches im Ab- sorbermaterial gedämpft wird, so dass nur im Nahfeld der auf dem Absorbermaterial angeordneten Antennen das Signal der Transponder gelesen wird. Die Anzahl der Antennen in einer Kabine ist von untergeordneter Bedeutung.
Die RFID-Leseeinrichtungen 10, 17, 19, 20 können selbstverständlich auch als RFID-Schreibeinrichtungen zum Schreiben von Informationen in auf Objekten angeordneten bzw. befestigten Tags ausgebildet sein. In diesem Fall wird ein Schreibbereich definiert, wobei Absorbermaterial zur Absorption der RFID-Signale außerhalb eines definierten Schreibbereiches vorgesehen ist.