一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法，本發(fā)明通過(guò)在商品上添加寫入商品ID信息的被動(dòng)式RFID標(biāo)簽，當(dāng)顧客拿起商品A，再拿起關(guān)聯(lián)商品C或拿起替代性產(chǎn)品R時(shí)，貨架周圍部署的RFID閱讀器天線將采集商品在不同位置時(shí)散射的RSS，通過(guò)計(jì)算各商品標(biāo)簽散射的RSS值并求其差，可以得到二者之間的距離向量，再分別計(jì)算商品A與C或者A與R的IMR值，最后得出二者的IMR值的差，即可計(jì)算出兩件商品之間的距離；當(dāng)兩件商品之間的距離小于特定值時(shí)，并由同一個(gè)人所拿起，則二者之間具有關(guān)聯(lián)性。
【專利說(shuō)明】
一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)線定位領(lǐng)域，具體涉及一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 顧客購(gòu)物行為分析對(duì)于提高用戶體驗(yàn)和零售利潤(rùn)非常重要。和在線購(gòu)物不同，實(shí) 體店一直缺乏一種有效的顧客購(gòu)物購(gòu)買前行為識(shí)別的方法，比如試穿行為、比價(jià)行為等。通 過(guò)對(duì)此類行為的挖掘可以為商家提供消費(fèi)者興趣、體驗(yàn)、體驗(yàn)等多方面綜合信息，這對(duì)于提 高利潤(rùn)及服務(wù)質(zhì)量非常有效。
[0003] 應(yīng)用RFID(Radio Frequency Identification:射頻識(shí)別）技術(shù)，人們可以有效地 對(duì)貨物進(jìn)行追蹤管理。商家可以為商品加上被動(dòng)式射頻標(biāo)簽。同傳統(tǒng)的條形碼標(biāo)簽相比， RFID標(biāo)簽可以在非視距范圍外遠(yuǎn)程讀寫。而挑戰(zhàn)在于，被動(dòng)式RFID標(biāo)簽僅為識(shí)別而設(shè)計(jì)，因 而可被讀寫的標(biāo)簽資源十分有限，很難獲得其位置及運(yùn)動(dòng)行為等信息，很難用于實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘 方法，能夠?qū)FID技術(shù)和實(shí)際需求有效結(jié)合起來(lái)，檢測(cè)出商品是否被同一個(gè)人拿起。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟：
[0006] 步驟一:對(duì)商品貼上被動(dòng)式RFID標(biāo)簽，并利用RFID標(biāo)簽寫入設(shè)備將商品ID信息寫 入RFID標(biāo)簽；
[0007]步驟二:在貨架周圍部署RFID閱讀器天線，RFID閱讀器天線發(fā)射信號(hào)，并持續(xù)不斷 地收集被動(dòng)式標(biāo)簽散射的RSS值，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0008] 步驟二：當(dāng)顧客拿起商品A，再拿起關(guān)聯(lián)商品C或拿起替代性廣品R時(shí)，由于貼有被 動(dòng)式RFID標(biāo)簽的商品在不同位置時(shí)散射的RSS不同，通過(guò)計(jì)算各商品標(biāo)簽散射的RSS值并求 其差，可以得到二者之間的距離向量；
[0009] 步驟四：再分別計(jì)算商品A與C或者A與R的頂R值，再求出二者的IMR值的差，即可計(jì) 算出兩件商品之間的距離；
[0010] 步驟五：當(dāng)兩件商品之間的距離小于特定值時(shí)，并由同一個(gè)人所拿起，則二者之間 具有關(guān)聯(lián)性。
[0011] 所述步驟二中，RFID閱讀器天線采用Laird A9028R30NF天線，天線的增益為8dbi， 真偶極子天線的典型增益為2dbi，閱讀器采用Impinj R420，發(fā)射功率為10mW~32.5mW、頻 率為920 ~925MHz。
[0012]所述步驟三中，計(jì)算商品標(biāo)簽之間的距離向量時(shí)，首先建立一個(gè)天線移動(dòng)模型來(lái) 描述處在不同位置時(shí)天線的方向與距離的關(guān)系，為提高精度，在天線移動(dòng)應(yīng)限定在一定范 圍內(nèi)，定義移動(dòng)范圍的上屆為|，其中Y是天線和標(biāo)簽的垂直距離，又因?yàn)樾∮诎氩ㄩL(zhǎng)(|)時(shí)信 號(hào)已不可分辨，因此天線移動(dòng)距離(r)的下界戈；因此，為滿足這些條件，我們 往返移動(dòng)天線，即穿梭往返天線；
[0013]假設(shè)，0為天線的初始位置，T為在(x，Y)位置的固定標(biāo)簽，T到0的距離為d，角度為 a，A為穿梭往返天線，標(biāo)簽T的位置向量為：
[0014] OT - - |XF)
[0015] 假設(shè)，A在最大范圍R內(nèi)沿著縱軸移動(dòng)，A的位移在(-R，R)內(nèi)周期性的隨著t變化，用 正弦函數(shù)來(lái)簡(jiǎn)單模擬A的位移，故而，A的位置向量可以表示為：
[0016] 0^4 ? - sm t)
[0017] 從天線到標(biāo)簽的距離向量為赫..
[0018] AT - OT - QA - (x, Y) - sin ￡) ? T - M * sin 〇
[0019] 所述步驟四中，計(jì)算Bffi值由RSS值的積分表示：
[0021]將上式中的sin t用0替換，有：
[0023]給定不同的x值，可以得到標(biāo)簽位置和MR值的關(guān)系，當(dāng)標(biāo)簽的到天線的垂直距離Y 為常數(shù)時(shí)，它的MR值同標(biāo)簽的水平距離x成反比，從而得出MR值。
[0024] 所述步驟五中，特定值為40cm。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在商品上添加寫入商品ID信息的被動(dòng)式RFID標(biāo)簽， 當(dāng)顧客拿起商品A，再拿起關(guān)聯(lián)商品C或拿起替代性產(chǎn)品R時(shí)，貨架周圍部署的RFID閱讀器天 線將采集商品在不同位置時(shí)散射的RSS，通過(guò)計(jì)算各商品標(biāo)簽散射的RSS值并求其差，可以 得到二者之間的距離向量，再分別計(jì)算商品A與C或者A與R的IMR值，最后得出二者的IMR值 的差，即可計(jì)算出兩件商品之間的距離；當(dāng)兩件商品之間的距離小于特定值時(shí)，并由同一個(gè) 人所拿起，則二者之間具有關(guān)聯(lián)性;本發(fā)明采用多重抽樣抵消了多徑效應(yīng)問(wèn)題，提高了定位 的精度，本發(fā)明在不需要對(duì)現(xiàn)有的RFID設(shè)備進(jìn)行改造的情況下，首次用RFID定位技術(shù)解決 實(shí)體商品關(guān)聯(lián)性難以發(fā)掘的問(wèn)題，可以簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確的識(shí)別消費(fèi)者購(gòu)物行為。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1位本發(fā)明的流程圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的天線運(yùn)動(dòng)模型圖；
[0028] 圖3位本發(fā)明中不同位置下的標(biāo)簽值參照?qǐng)D。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括以下步驟：
[0030]步驟一:對(duì)商品貼上被動(dòng)式RFID標(biāo)簽，并利用RFID標(biāo)簽寫入設(shè)備將商品ID信息寫 入RFID標(biāo)簽；
[0031] 步驟二：在貨架周圍部署RFID閱讀器天線，RFID閱讀器天線采用Laird A9028R30NF天線，天線的增益為8dbi，真偶極子天線的典型增益為2dbi，閱讀器采用Impinj R420，發(fā)射功率為10mW~32.5mW、頻率為920~925MHz，RFID閱讀器天線發(fā)射信號(hào)，并持續(xù)不 斷地收集被動(dòng)式標(biāo)簽散射的RSS值，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0032] 步驟二：當(dāng)顧客拿起商品A，再拿起關(guān)聯(lián)商品C或拿起替代性廣品R時(shí)，由于貼有被 動(dòng)式RFID標(biāo)簽的商品在不同位置時(shí)散射的RSS不同，通過(guò)計(jì)算各商品標(biāo)簽散射的RSS值并求 其差，可以得到二者之間的距離向量；
[0033] 步驟四：再分別計(jì)算商品A與C或者A與R的頂R值，再求出二者的IMR值的差，即可計(jì) 算出兩件商品之間的距離；
[0034] 步驟五：當(dāng)兩件商品之間的距離小于40cm時(shí)，并由同一個(gè)人所拿起，則二者之間具 有關(guān)聯(lián)性。
[0035] 實(shí)施例：
[0036] 1、天線移動(dòng)模型
[0037] 與一個(gè)RSS值對(duì)應(yīng)單個(gè)標(biāo)簽位置的傳統(tǒng)RSS模型不同，CBID(Customer Behavior Identification:顧客行為識(shí)別）移動(dòng)閱讀器的天線并對(duì)標(biāo)簽的RSS進(jìn)行多次采樣。我們首 先建立一個(gè)簡(jiǎn)單的天線移動(dòng)模型來(lái)描述處在不同位置時(shí)天線的方向與距離的關(guān)系。
[0038] 為提高精度，在天線移動(dòng)應(yīng)限定在一定范圍內(nèi)。定義移動(dòng)范圍的上屆為￡其中Y是 天線和標(biāo)簽的垂直距離，如圖3所示。又因?yàn)樾∮诎氩ㄩL(zhǎng)(f)時(shí)信號(hào)已不可分辨，因此天線移 動(dòng)距離(r)的下界為|。即，，因此，為滿足這些條件，我們往返移動(dòng)天線，即穿梭往 返天線。
[0039]參見(jiàn)圖1，其中0為天線的初始位置，T為在(x，Y)位置的固定標(biāo)簽。T到0的距離為d， 角度為〇c。A為穿梭往返天線。標(biāo)簽T的位置向量為：
[0040]泛Is =: |:心容從M德孩| := (x> F)
[0041 ]假設(shè)，A在最大范圍R內(nèi)沿著縱軸移動(dòng)，A的位移在(-R，R)內(nèi)周期性的隨著t變化。我 們用正弦函數(shù)來(lái)簡(jiǎn)單模擬A的位移。故而，A的位置向量可以表示為：
[0042] -
[0043] 從天線到標(biāo)簽的距離向量為if.
[0044] OT - (d - (x#F|
[0045] 2、多維RSS加權(quán)
[0046] 我們還使用了一種叫做頂R(Integration of Multi-RSS:多維RSS加權(quán)）的新的度 量方式，作為標(biāo)簽位置的指紋。通過(guò)移動(dòng)閱讀器的天線，CBID在天線移動(dòng)時(shí)收集特定標(biāo)簽的 一組RSS值。>靜的變化使得RSS的值多樣化。因?yàn)?br>[0048] 其中，
[0049] 表示閱讀器的發(fā)射功率，將其值設(shè)為32dbm;
[0050] Gr，Gt分別表示閱讀器、標(biāo)簽的天線增益，這里使用的Laird A9028R30NF天線的Gr 為8dbi，真偶極子天線的典型增益Gt為2dbi ;
[0051 ] Tb表示反向散射的傳輸損耗，這里將其值設(shè)為1/3。
[0052]令
，則在t時(shí)刻，收到的來(lái)自標(biāo)簽的RSS可以表示為：
[0054] Y可以通過(guò)實(shí)際的部署測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)O(shè)定穿梭往返天線與標(biāo)簽的距離為 lm。于是上式中唯一未知的參數(shù)就是標(biāo)簽位置的橫坐標(biāo)x和時(shí)間t<JMR用于反映 t和X，并用 于采集標(biāo)簽位置。
[0055] CBID閱讀器在完整的天線移動(dòng)周期內(nèi)收集特定標(biāo)簽的RSS值。標(biāo)簽的IMR指紋由 RSS值的積分表不：
[0057]將上式中的sin t用0替換，有：
[0059] 給定不同的x值，可以得到標(biāo)簽位置和IMR指紋的關(guān)系。如圖2所示?？梢钥闯?，當(dāng)標(biāo) 簽的到天線的垂直距離Y為常數(shù)時(shí)，它的頂R值同標(biāo)簽的水平距離x成反比。
[0060] 參見(jiàn)圖3,虛線框標(biāo)出了閱讀器的實(shí)際范圍為0~10m時(shí)的振幅。
[0061] 令S為從特定標(biāo)簽收到的信號(hào)向量。S被認(rèn)為是多徑信號(hào)MPS和噪聲信號(hào)N的集合。 因此，有S = MPS+N。通常，我們認(rèn)為噪聲信號(hào)服從數(shù)學(xué)期望為0的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。因此N的積 分趨向于〇。另一方面，多徑效應(yīng)可能改變RSS的值，在某些位置或角度增強(qiáng)RSS，在其他條件 下減弱RSS。在本例中，我們?cè)诿總€(gè)天線的位置采用穿梭往返天線模式和RSS值的集合，每個(gè) 標(biāo)簽的多重抽樣可以抵消多徑效應(yīng)。基于上述原因，基于IMR的定位方法優(yōu)于傳統(tǒng)的基于單 RSS的定位方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：對(duì)商品貼上被動(dòng)式R FID標(biāo)簽，并利用R FID標(biāo)簽寫入設(shè)備將商品ID信息寫入 RFID標(biāo)簽； 步驟二:在貨架周圍部署RFID閱讀器天線，RFID閱讀器天線發(fā)射信號(hào)，并持續(xù)不斷地收 集被動(dòng)式標(biāo)簽散射的RSS值，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中； 步驟三：當(dāng)顧客拿起商品A，再拿起關(guān)聯(lián)商品C或拿起替代性產(chǎn)品R時(shí)，由于貼有被動(dòng)式 RFID標(biāo)簽的商品在不同位置時(shí)散射的RSS不同，通過(guò)計(jì)算各商品標(biāo)簽散射的RSS值并求其 差，可以得到二者之間的距離向量； 步驟四：再分別計(jì)算商品A與C或者A與R的IMR值，再求出二者的IMR值的差，即可計(jì)算出 兩件商品之間的距離； 步驟五：當(dāng)兩件商品之間的距離小于特定值時(shí)，并由同一個(gè)人所拿起，則二者之間具有 關(guān)聯(lián)性。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法，其特征在于， 所述步驟二中，RFID閱讀器天線采用Laird A9028R30NF天線，天線的增益為8dbi，真偶極子 天線的典型增益為2dbi，閱讀器采用Impinj R420,發(fā)射功率為IOmW~32.5mW、頻率為920~ 925MHz〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法，其特征在于， 所述步驟三中，計(jì)算商品標(biāo)簽之間的距離向量時(shí)，首先建立一個(gè)天線移動(dòng)模型來(lái)描述處在 不同位置時(shí)天線的方向與距離的關(guān)系，為提高精度，在天線移動(dòng)應(yīng)限定在一定范圍內(nèi)，定義 移動(dòng)范圍的上屆.其中Y是天線和標(biāo)簽的垂直距離，又因?yàn)樾∮诎氩?時(shí)信號(hào)已不可 分辨，因此天線移動(dòng)距離(r)的下界為：因此，為滿足這些條件，我們往返移 動(dòng)天線，即穿梭往返天線；假設(shè)，O為天線的初始位置，T為在(x，Y)位置的固定標(biāo)簽，T到O的距離為d，角度為α，A 為穿梭往返天線，標(biāo)簽T的位置向量為：假設(shè)，A在最大范圍R內(nèi)沿著縱軸移動(dòng)，A的位移在(_R，R)內(nèi)周期性的隨著t變化，用正弦 函數(shù)來(lái)簡(jiǎn)單模擬A的位移，故而，A的位置向量可以表示為：從天線到標(biāo)簽的距離向量為if.·4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法，其特征在于， 所述步驟四中，計(jì)算IMR值由RSS值的積分表示：將上式中的sin t用Θ替換，有：給定不同的X值，可以得到標(biāo)簽位置和MR值的關(guān)系，當(dāng)標(biāo)簽的到天線的垂直距離Y為常 數(shù)時(shí)，它的MR值同標(biāo)簽的水平距離X成反比，從而得出MR值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臨近狀態(tài)探測(cè)的商品關(guān)聯(lián)性挖掘方法，其特征在于， 所述步驟五中，特定值為40cm〇
【文檔編號(hào)】G06K17/00GK105930886SQ201610256801
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】韓勁松, 楊南, 丁菡, 王鴿, 惠維, 趙季中
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)