專利名稱：區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在特定區(qū)域內(nèi)的物流定位方法，特別是一種利用雙頻RFID卡和移動(dòng)監(jiān)測機(jī)器人進(jìn)行物流及人員在廠區(qū)內(nèi)精準(zhǔn)定位的方法。
背景技術(shù)：
物流定位是指具體物品在地理空間中的位置，對此位置監(jiān)測并映射到計(jì)算機(jī)程序中是物流定位的重要技術(shù)之一。目前，在宏觀地理空間的物流定位均采用全球衛(wèi)星定位GPS 技術(shù)、電子數(shù)據(jù)交換EDI技術(shù)等方式，其位置精確度一般在10米的范圍之內(nèi)，顯然并不適合企業(yè)內(nèi)部廠區(qū)物流定位；而在廠區(qū)利用RFID定位方法通常采用門崗式定位、全域覆蓋定位等。門崗式定位是將小區(qū)域空間劃分為更小的庫區(qū)，在每個(gè)庫區(qū)的進(jìn)出口設(shè)置監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測帶有RFID電子標(biāo)簽的貨物進(jìn)出狀態(tài)，達(dá)到物流跟蹤的目的，是目前采用最廣泛的物流定位方法，但其不能對物品進(jìn)行精確定位只能知道物品進(jìn)出庫區(qū)。全域覆蓋定位的方法，即在所管轄區(qū)域無死角分布監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測帶有電子標(biāo)簽的物流或人員，有代表性的運(yùn)用是康復(fù)中心或監(jiān)獄的人員管理系統(tǒng)，其特點(diǎn)是無死角、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，但成本高、監(jiān)測范圍只能說明在或者不在某個(gè)讀寫器的范圍之內(nèi)，也不適合企業(yè)內(nèi)部廠區(qū)物流定位。為此，業(yè)界也有研究其它定位方法或定位系統(tǒng)，如2008年6月18日授權(quán)公告專利號為200410094181. 5的中國專利所述的“利用射頻識別技術(shù)的參考定位系統(tǒng)和集裝箱堆場的堆放管理系統(tǒng)”，這種定位系統(tǒng)其計(jì)算具體位置的方法是以時(shí)間戳和時(shí)間圍計(jì)算，也就是以讀寫器到RFID卡之間的光速返回時(shí)間來判定二者之間的距離，這個(gè)原理與衛(wèi)星GPS定位原理相同，但在距離較小的情況下，光速返回時(shí)間很難區(qū)別，因此也不容易準(zhǔn)確的定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目為解決車間、倉儲(chǔ)小區(qū)域的物流精確定位問題，提供一種能準(zhǔn)確監(jiān)測到車間或倉儲(chǔ)小區(qū)域內(nèi)被監(jiān)測移動(dòng)物體的具體位置的區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法。為達(dá)到上述發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法，該定位方法包括以下步驟(1)設(shè)置一種具有低頻和高頻兩種頻率的雙頻RFID標(biāo)簽， 該雙頻RFID標(biāo)簽具有低頻高頻兩種應(yīng)答器和電路，可同時(shí)應(yīng)答低頻高頻兩種讀寫器的信號；(2)在以物流區(qū)域內(nèi)的地表面或平行于地表面的空間平面某點(diǎn)為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系，并在物流區(qū)域空間內(nèi)的固定物體和移動(dòng)貨物上分別布置雙頻RFID標(biāo)簽，將物流空間內(nèi)設(shè)置在固定物體上的雙頻RFID標(biāo)簽定義為基準(zhǔn)標(biāo)簽，將物流空間內(nèi)設(shè)置在被監(jiān)測的移動(dòng)物體上的雙頻RFID標(biāo)簽定義為移動(dòng)標(biāo)簽；(3)設(shè)置一種移動(dòng)式物流定位監(jiān)測機(jī)器人，該監(jiān)測機(jī)器人包括移動(dòng)載物車、固定在移動(dòng)載物車上具有共同中心軸線的兩個(gè)全向讀寫器、 讀寫處理系統(tǒng)及發(fā)射系統(tǒng)，其中一個(gè)全向讀寫器為高頻讀寫器，另一個(gè)全向讀寫器為低頻讀寫器，調(diào)整兩個(gè)全向讀寫器的讀取半徑相差1米，高頻讀寫器的讀取半徑大于低頻讀寫器的讀寫半徑，高頻讀寫器的讀取半徑為R，低頻讀寫器的讀寫半徑為r，在以監(jiān)測機(jī)器人為中心點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)，在高頻讀寫器的讀寫范圍內(nèi)去除低頻讀寫器的讀寫范圍就形成了一個(gè)
3同心圓環(huán)區(qū)域，將該同心圓環(huán)區(qū)域設(shè)置為監(jiān)測機(jī)器人的有效讀寫范圍；(4)在物流區(qū)域的固定建筑物或機(jī)器上放置基準(zhǔn)標(biāo)簽，在移動(dòng)的物流托盤或被監(jiān)測物品上放置移動(dòng)標(biāo)簽，然后用單臺上述監(jiān)測機(jī)器人在兩個(gè)不同坐標(biāo)點(diǎn)上進(jìn)行兩次監(jiān)測或兩臺上述監(jiān)測機(jī)器人同時(shí)在不同坐標(biāo)點(diǎn)上分別監(jiān)測的方式，對物流區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)標(biāo)簽的坐標(biāo)方位進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測機(jī)器人在一個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域范圍內(nèi)讀出至少有三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)簽時(shí)，同心圓環(huán)的圓心位置可確定，同時(shí)監(jiān)測機(jī)器人可讀出落入該同心圓環(huán)區(qū)域內(nèi)的所有移動(dòng)標(biāo)簽，當(dāng)某個(gè)移動(dòng)標(biāo)簽在圓心距離小于等于2R的兩個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域內(nèi)被監(jiān)測機(jī)器人讀出時(shí)，該兩個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域的重疊區(qū)域，即為移動(dòng)標(biāo)簽所在區(qū)域，該重疊區(qū)域中心的坐標(biāo)值即為移動(dòng)標(biāo)簽的坐標(biāo)值; (5)將步驟(4)中監(jiān)測出的所有移動(dòng)標(biāo)簽的坐標(biāo)值經(jīng)過遠(yuǎn)程發(fā)射器發(fā)射到遠(yuǎn)程接收器并傳入計(jì)算機(jī)服務(wù)器，在計(jì)算機(jī)服務(wù)器上以圖形化的方式顯示和共享，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。其中所述步驟(1)中的雙頻RFID標(biāo)簽為雙頻單卡RFID標(biāo)簽或者雙頻雙卡RFID疊合標(biāo)簽。其中所述步驟(2 )中的基準(zhǔn)標(biāo)簽用于基準(zhǔn)定位、并賦予精確的所在位置坐標(biāo)值，移動(dòng)標(biāo)簽附帶著被標(biāo)識移動(dòng)物體的詳細(xì)信息。其中所述監(jiān)測機(jī)器人還包括與兩個(gè)全向讀寫器具有共同中心軸線的定向讀寫器。采用本發(fā)明區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法由于采用上述方法具有以下有益效果可以監(jiān)測到可控小區(qū)域范圍內(nèi)的攜帶雙頻RFID標(biāo)簽的物體或人員的具體坐標(biāo)值，精度范圍可控制在1米范圍內(nèi)，達(dá)到物流精確定位的目的。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法作進(jìn)一步的說明。


圖1是本發(fā)明區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法的監(jiān)測機(jī)器人的示意圖； 圖2是監(jiān)測場景俯視坐標(biāo)圖3是數(shù)據(jù)處理流程圖。主要元件說明
1-移動(dòng)載物車，2-電瓶，3-讀寫處理系統(tǒng)，4-遠(yuǎn)程發(fā)射器，5-高頻讀寫器，6-低頻讀寫器，7-天線，8-顯示器，9-操作鍵盤，10-駕駛系統(tǒng)，11-遠(yuǎn)程接收器，12-計(jì)算機(jī)服務(wù)器， 13-固定建筑物，14-基準(zhǔn)標(biāo)簽，15-被監(jiān)測物品，16-移動(dòng)標(biāo)簽，17-定向讀寫器。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖3所示，本發(fā)明區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法，該定位方法包括以下步驟
(1)設(shè)置一種具有低頻和高頻兩種頻率的雙頻RFID標(biāo)簽，該雙頻RFID標(biāo)簽具有低頻高頻兩種應(yīng)答器和電路，可同時(shí)應(yīng)答低頻高頻兩種讀寫器的信號，雙頻RFID標(biāo)簽為雙頻單卡 RFID標(biāo)簽或者雙頻雙卡RFID疊合標(biāo)簽；
(2)在以物流區(qū)域內(nèi)的地表面(圖中0-0線為地表面)或平行于地表面的空間平面某點(diǎn)為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系，并在物流區(qū)域空間內(nèi)的固定物體和移動(dòng)貨物上分別布置雙頻RFID標(biāo)簽，將物流空間內(nèi)設(shè)置在固定物體上的雙頻RFID標(biāo)簽定義為基準(zhǔn)標(biāo)簽(Standard Tag,簡稱S-Tag)，基準(zhǔn)標(biāo)簽用于基準(zhǔn)定位、并賦予精確的所在位置坐標(biāo)值，將物流空間內(nèi)設(shè)置在被監(jiān)測的移動(dòng)物體上的雙頻RFID標(biāo)簽定義為移動(dòng)標(biāo)簽(Location Tag,簡稱L_Tag)， 移動(dòng)標(biāo)簽附帶著被標(biāo)識移動(dòng)物體的詳細(xì)信息；
(3)設(shè)置一種移動(dòng)式物流定位監(jiān)測機(jī)器人，該監(jiān)測機(jī)器人包括移動(dòng)載物車1、固定在移動(dòng)載物車上具有共同中心軸線的兩個(gè)全向讀寫器5、6、讀寫處理系統(tǒng)3及發(fā)射系統(tǒng)，監(jiān)測機(jī)器人還包括與兩個(gè)全向讀寫器具有共同中心軸線的定向讀寫器17，其中一個(gè)全向讀寫器為高頻讀寫器5，另一個(gè)全向讀寫器為低頻讀寫器6，調(diào)整兩個(gè)全向讀寫器的讀取半徑相差1米，高頻讀寫器的讀取半徑大于低頻讀寫器的讀寫半徑，高頻讀寫器的讀取半徑為R， 低頻讀寫器的讀寫半徑為r，由于兩個(gè)讀寫器置于同一中心軸線且全向讀寫器的讀取范圍是半圓球形，因此兩個(gè)讀寫器的讀寫范圍為具有共同中心點(diǎn)的半球形(如圖1中的P、Q兩個(gè)半球)，在以監(jiān)測機(jī)器人為中心點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)，高頻讀寫器范圍為半徑為R的大圓、低頻讀寫器范圍為半徑為r的小圓，高頻讀寫器讀寫所有落入高頻讀寫器的大圓內(nèi)的雙頻RFID 標(biāo)簽的高頻端，低頻讀寫器讀取處于高頻讀寫器大圓且同時(shí)又處于低頻讀寫器小圓內(nèi)的所有雙頻RFID標(biāo)簽的低頻段。由于大圓和小圓同心，所以在平行于地平面0-0以上的高度 h ^ 600-800mm平面坐標(biāo)內(nèi)從高頻讀寫器的讀寫范圍內(nèi)去除低頻讀寫器的讀寫范圍就形成了一個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域，將該同心圓環(huán)區(qū)域設(shè)置為監(jiān)測機(jī)器人的有效讀寫范圍(同理空間坐標(biāo)的有效讀寫范圍是圓形殼體)。發(fā)射系統(tǒng)遠(yuǎn)程發(fā)射器4和天線7，監(jiān)測機(jī)器人還設(shè)有電瓶 2、顯示器8、操作鍵盤9及駕駛系統(tǒng)10，移動(dòng)載物車通過電瓶驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)；
(4)在物流區(qū)域的固定建筑物13或機(jī)器上放置基準(zhǔn)標(biāo)簽14，在移動(dòng)的物流托盤或被監(jiān)測物品15上放置移動(dòng)標(biāo)簽16，然后用單臺上述監(jiān)測機(jī)器人在兩個(gè)不同坐標(biāo)點(diǎn)上進(jìn)行兩次監(jiān)測或兩臺上述監(jiān)測機(jī)器人同時(shí)在不同坐標(biāo)點(diǎn)上分別監(jiān)測的方式，對物流區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)標(biāo)簽的坐標(biāo)方位進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測機(jī)器人在一個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域范圍內(nèi)讀出至少有三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)簽時(shí)，同心圓環(huán)的圓心位置可確定，同時(shí)監(jiān)測機(jī)器人也讀出落入該同心圓環(huán)區(qū)域內(nèi)的所有移動(dòng)標(biāo)簽，當(dāng)某個(gè)移動(dòng)標(biāo)簽在圓心距離小于等于2R的兩個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域內(nèi)被監(jiān)測機(jī)器人讀出時(shí)，該兩個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域的重疊區(qū)域，即為移動(dòng)標(biāo)簽所在區(qū)域，該重疊區(qū)域中心的坐標(biāo)值即為移動(dòng)標(biāo)簽的坐標(biāo)值。下面以監(jiān)測一個(gè)被監(jiān)測物體為例說明該步驟，監(jiān)測機(jī)器人在tl 時(shí)刻監(jiān)測到三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)簽S1、S2、S3的坐標(biāo)值，由S1、S2、S3三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值可以確定第一個(gè)同心圓環(huán)Pl的圓心Pl (a, b)，并記錄第一個(gè)同心圓環(huán)上所有的移動(dòng)標(biāo)簽；在t2時(shí)刻監(jiān)測到另外三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)簽S4、S5、S6的坐標(biāo)值，由S4、S5、S6三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值可以確定第二個(gè)同心圓環(huán)P2的圓心P2 (c, d)，判斷P1、P2兩點(diǎn)之間的距離D，當(dāng)D彡2R時(shí)，判斷在交叉區(qū)域是否有共同監(jiān)測到的移動(dòng)標(biāo)簽(圖3中簡稱“判斷共同的RFID”)，有共同監(jiān)測到的移動(dòng)標(biāo)簽即可計(jì)算交叉區(qū)域的中心。計(jì)算移動(dòng)標(biāo)簽坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)原理如下
當(dāng)(a，b), (c，d)兩點(diǎn)的距離D彡2R時(shí)，設(shè)(x，y)為交叉區(qū)域內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)(即為移動(dòng)標(biāo)簽所在區(qū)域中心坐標(biāo)點(diǎn))，則
(x-a) +(y-b) =L(R+r)/2] 公式 1 (x-c) +(y-d) =L(R+r)/2] 公式 2
的方程解(xp，yp)即為被監(jiān)測標(biāo)簽的坐標(biāo)值，在本實(shí)施例中可確定被監(jiān)測的移動(dòng)標(biāo)簽 Ll的準(zhǔn)確坐標(biāo)值(x7，y7)，即Ll (x7, y7)被定位；
其中(a，b)，(c，d)分別為第一次和第二次監(jiān)測的圓環(huán)圓心，R為圓環(huán)外半徑，r為圓環(huán)內(nèi)半徑，R- r 1米為圓環(huán)寬度，也是監(jiān)測的精度要求。在這個(gè)步驟中若用全向讀寫器
5讀出交叉區(qū)域移動(dòng)標(biāo)簽具有雙重解時(shí)，可以結(jié)合定向讀寫器讀取移動(dòng)標(biāo)簽來協(xié)助確定移動(dòng)物體的準(zhǔn)確坐標(biāo)值；
(5)將步驟(4)中監(jiān)測出的所有移動(dòng)標(biāo)簽的坐標(biāo)值經(jīng)過遠(yuǎn)程發(fā)射器4發(fā)射到遠(yuǎn)程接收器11并傳入計(jì)算機(jī)服務(wù)器12，在計(jì)算機(jī)服務(wù)器12上以圖形化的方式顯示和共享，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法，其特征在于，該定位方法包括以下步驟(1)設(shè)置一種具有低頻和高頻兩種頻率的雙頻RFID標(biāo)簽，該雙頻RFID標(biāo)簽具有低頻高頻兩種應(yīng)答器和電路，可同時(shí)應(yīng)答低頻高頻兩種讀寫器的信號；(2)在以物流區(qū)域內(nèi)的地表面或平行于地表面的空間平面某點(diǎn)為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系，并在物流區(qū)域空間內(nèi)的固定物體和移動(dòng)貨物上分別布置雙頻RFID標(biāo)簽，將物流空間內(nèi)設(shè)置在固定物體上的雙頻RFID標(biāo)簽定義為基準(zhǔn)標(biāo)簽，將物流空間內(nèi)設(shè)置在被監(jiān)測的移動(dòng)物體上的雙頻RFID標(biāo)簽定義為移動(dòng)標(biāo)簽；(3)設(shè)置一種移動(dòng)式物流定位監(jiān)測機(jī)器人，該監(jiān)測機(jī)器人包括移動(dòng)載物車、固定在移動(dòng)載物車上具有共同中心軸線的兩個(gè)全向讀寫器、讀寫處理系統(tǒng)及發(fā)射系統(tǒng)，其中一個(gè)全向讀寫器為高頻讀寫器，另一個(gè)全向讀寫器為低頻讀寫器，調(diào)整兩個(gè)全向讀寫器的讀取半徑相差1米，高頻讀寫器的讀取半徑大于低頻讀寫器的讀寫半徑，高頻讀寫器的讀取半徑為 R，低頻讀寫器的讀寫半徑為r，在以監(jiān)測機(jī)器人為中心點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)，在高頻讀寫器的讀寫范圍內(nèi)去除低頻讀寫器的讀寫范圍就形成了一個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域，將該同心圓環(huán)區(qū)域設(shè)置為監(jiān)測機(jī)器人的有效讀寫范圍；(4)在物流區(qū)域的固定建筑物或機(jī)器上放置基準(zhǔn)標(biāo)簽，在移動(dòng)的物流托盤或被監(jiān)測物品上放置移動(dòng)標(biāo)簽，然后用單臺上述監(jiān)測機(jī)器人在兩個(gè)不同坐標(biāo)點(diǎn)上進(jìn)行兩次監(jiān)測或兩臺上述監(jiān)測機(jī)器人同時(shí)在不同坐標(biāo)點(diǎn)上分別監(jiān)測的方式，對物流區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)標(biāo)簽的坐標(biāo)方位進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測機(jī)器人在一個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域范圍內(nèi)讀出至少有三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)簽時(shí)，同心圓環(huán)的圓心位置可確定，同時(shí)監(jiān)測機(jī)器人可讀出落入該同心圓環(huán)區(qū)域內(nèi)的所有移動(dòng)標(biāo)簽， 當(dāng)某個(gè)移動(dòng)標(biāo)簽在圓心距離小于等于2R的兩個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域內(nèi)被監(jiān)測機(jī)器人讀出時(shí)，該兩個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域的重疊區(qū)域，即為移動(dòng)標(biāo)簽所在區(qū)域，該重疊區(qū)域中心的坐標(biāo)值即為移動(dòng)標(biāo)簽的坐標(biāo)值；(5)將步驟(4)中監(jiān)測出的所有移動(dòng)標(biāo)簽的坐標(biāo)值經(jīng)過遠(yuǎn)程發(fā)射器發(fā)射到遠(yuǎn)程接收器并傳入計(jì)算機(jī)服務(wù)器，在計(jì)算機(jī)服務(wù)器上以圖形化的方式顯示和共享，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。
2.如權(quán)利要求1所述的區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法，其特征在于，所述步驟(1)中的雙頻RFID標(biāo)簽為雙頻單卡RFID標(biāo)簽或者雙頻雙卡RFID疊合標(biāo)簽。
3.如權(quán)利要求1所述的區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法，其特征在于，所述步驟(2)中的基準(zhǔn)標(biāo)簽用于基準(zhǔn)定位、并賦予精確的所在位置坐標(biāo)值，移動(dòng)標(biāo)簽附帶著被標(biāo)識移動(dòng)物體的詳細(xì)信息。
4.如權(quán)利要求1所述的區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法，其特征在于，所述監(jiān)測機(jī)器人還包括與兩個(gè)全向讀寫器具有共同中心軸線的定向讀寫器。
全文摘要
本發(fā)明區(qū)域物流移動(dòng)監(jiān)測定位方法，涉及一種在特定區(qū)域內(nèi)的物流定位方法，該定位方法包括以下步驟設(shè)置一種具有低頻和高頻兩種頻率的雙頻RFID標(biāo)簽，在以物流區(qū)域內(nèi)建立空間直角坐標(biāo)系，設(shè)置基準(zhǔn)標(biāo)簽和移動(dòng)標(biāo)簽，設(shè)置一種包括移動(dòng)載物車、固定在移動(dòng)載物車上具有共同中心軸線的兩個(gè)全向讀寫器、讀寫處理系統(tǒng)及發(fā)射系統(tǒng)的監(jiān)測機(jī)器人，在物流區(qū)域的固定建筑物或機(jī)器上放置基準(zhǔn)標(biāo)簽，在移動(dòng)的物流托盤或被監(jiān)測物品上放置移動(dòng)標(biāo)簽，通過監(jiān)測機(jī)器人進(jìn)行監(jiān)測和分析，通過定置基準(zhǔn)標(biāo)簽監(jiān)測到移動(dòng)標(biāo)簽的具體坐標(biāo)值，達(dá)到移動(dòng)標(biāo)簽的被監(jiān)測定位。
文檔編號G06K17/00GK102226910SQ20111012891
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者黃庚保 申請人:廣西工學(xué)院