一種基于射頻識別技術的空間定位方法及裝置制造方法
【專利摘要】本申請提供了一種基于射頻識別技術的空間定位方法和裝置。其中一種基于射頻識別技術的空間定位方法，包括：驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文，第一報文用于觸發位于被測區域中的電子標簽進行場強測量工作，被測區域內布置有至少三根天線，其中三根天線構成一空間平面；接收電子標簽發送的包括每根天線磁場場強的第二報文，其中磁場場強為電子標簽將天線發送的場強信號進行轉換得到；從第二報文中獲取每根天線的磁場場強；依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定被測區域中電子標簽的位置。相對于現有技術僅能測試電子設備是否位于被測區域中，本申請可以確定出電子標簽在被測區域中的位置，提高位置檢測的精準度。
【專利說明】一種基于射頻識別技術的空間定位方法及裝置
【技術領域】
[0001]本申請涉及空間定位【技術領域】，特別涉及一種基于射頻識別技術的空間定位方法及裝置。
【背景技術】
[0002]射頻識別技術1^8(110是一種可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據的通信技術，在射頻識別技術中常用的無線電信號包括低頻(125-134.2腿2)、高頻(13.561?)、超高頻(315/434/8681? 等)、微波等。
[0003]目前射頻識別技術被普遍用于對某物體的空間定位，其中基于射頻識別技術進行空間定位的過程如下:獲取利用射頻識別技術的電子標簽測量的場強數據，該場強數據為一標量；將獲取到的場強數據與已標定的閾值進行比較，當場強數據大于閾值時，確定電子標簽在規定的空間區域內，否則確定電子標簽不在規定的空間區域內。
[0004]上述介紹了現有基于射頻識別技術進行空間定位的過程，但是在利用射頻識別技術進行空間定位時，僅能確定電子標簽是否在規定的空間區域內，而無法獲知電子標簽在空間區域的位置。
【發明內容】
[0005]本申請所要解決的技術問題是提供一種基于射頻識別技術的空間定位方法，用于確定電子標簽在空間區域的位置。本申請還提供一種基于射頻識別技術的空間定位裝置，用以保證上述方法在實際中的實現及應用。技術方案如下:
[0006]一方面，本申請實施例提供一種基于射頻識別技術的空間定位方法，所述方法包括:
[0007]驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文，所述第一報文用于觸發位于所述被測區域中的電子標簽進行場強測量工作，所述被測區域內布置有至少三根天線，且其中三根天線構成位于所述被測區域內的一空間平面；
[0008]接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文，所述磁場場強為所述電子標簽將所述天線發送的場強信號進行轉換得到；
[0009]從所述第二報文中獲取每根天線的磁場場強；
[0010]依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置。
[0011]優選地，所述被測區域內布置有三根天線，所述依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置，包括:
[0012]將所述磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與所述磁場場強對應的所述基準磁場場強；
[0013]從所述場強位置關系表中獲取與所確定的每個基準磁場場強分別對應的第一距離，所述第一距離用于指示所述電子標簽距離所述天線的距離；
[0014]以所述第一距離為半徑，分別構建每根天線在所述被測區域內形成的閉合曲面；
[0015]獲取三根所述天線形成的閉合曲面相交的兩個交點，所述兩個交點為所述電子標簽在所述被測區域內的兩個點；
[0016]基于所述兩個交點，獲取兩個交點在所述空間平面中的投射點；
[0017]從所述場強位置關系表中獲取所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離；
[0018]基于所述第一距離和所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
[0019]優選地，所述被測區域內還位于所述空間平面外的第四根天線，所述基于所述第一距離和所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，包括:
[0020]獲取所述第四根天線的磁場場強，并將所述第四根天線的磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與第四根天線的所述磁場場強對應的所述基準磁場場強；
[0021]從所述場強位置關系表中獲取與所述第四根天線的基準磁場場強對應的第二距離，所述第二距離用于指示所述電子標簽距離所述第四根天線的距離；
[0022]獲取所述兩個交點到所述第四根天線的第二矢量距離；
[0023]將所述兩個交點的第二矢量距離的模進行對比，得到第二矢量距離的模較小的交點為所述電子標簽在所述被測區域內的點；
[0024]從所述場強位置關系表中獲取所述第二矢量距離的模較小的交點到所述投射點的第一矢量距離；
[0025]基于所述第一距離和所述第二矢量距離較小的交點到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
[0026]優選地，所述方法還包括:所述場強位置關系表的預先建立過程，所述預先建立過程包括:
[0027]當所述電子標簽處于所述被測區域內一固定位置時，對所述電子標簽與位于所述被測區域內的天線之間的位置關系進行多次測量，得到標定結果；
[0028]將所述標定結果寫入到所述場強位置關系表中，所述場強位置關系表中包括:所述電子標簽到所述天線之間的距離、所述天線的基準磁場場強和所述交點到所述投射點的矢量距離。
[0029]優選地，在驅動布置于所述被測區域內的每根天線發送第一報文之后，所述方法還包括:
[0030]接收所述電子標簽根據所述第一報文回復的應答報文；
[0031]當所述應答報文為合法報文時，觸發接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文。
[0032]另一方面，本申請還提供一種基于射頻識別技術的空間定位裝置，所述裝置包括:
[0033]驅動模塊，用于驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文，所述第一報文用于觸發位于所述被測區域中的電子標簽進行場強測量工作，所述被測區域內布置有至少三根天線，且其中三根天線構成位于所述被測區域內的一空間平面；
[0034]接收模塊，用于接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文，所述磁場場強為所述電子標簽將所述天線發送的場強信號進行轉換得到；
[0035]獲取模塊，用于從所述第二報文中獲取每根天線的磁場場強；
[0036]計算模塊，用于依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置。
[0037]優選地，所述被測區域內布置有三根天線，所述計算模塊包括:
[0038]第一確定單元，用于通過將所述磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對確定與所述磁場場強對應的所述基準磁場場強；
[0039]第二確定單元，用于從所述場強位置關系表中獲取與所確定的每個基準磁場場強分別對應的第一距離，所述第一距離用于指示所述電子標簽距離所述天線的距離；
[0040]構建單元，用于以所述第一距離為半徑，分別構建每根天線在所述被測區域內形成的閉合曲面；
[0041]第一獲取單元，用于獲取三根所述天線形成的閉合曲面相交的兩個交點，所述兩個交點為所述電子標簽在所述被測區域內的兩個點；
[0042]第二獲取單元，用于基于所述兩個交點，獲取兩個交點在所述空間平面中的投射占.；，
[0043]第三獲取單元，用于從所述場強位置關系表中獲取所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離；
[0044]計算單元，用于基于所述第一距離和所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
[0045]優選地，所述被測區域內還布置有位于所述空間平面外的第四根天線，所述計算單元包括:
[0046]第一獲取子單元，用于獲取所述第四根天線的磁場場強，并將所述第四根天線的磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與第四根天線的所述磁場場強對應的所述基準磁場場強；
[0047]第二獲取子單元，用于從所述場強位置關系表中獲取與所述第四根天線的基準磁場場強對應的第二距離，所述第二距離用于指示所述電子標簽距離所述第四根天線的距離；
[0048]第三獲取子單元，用于獲取所述兩個交點到所述第四根天線的第二矢量距離；
[0049]對比子單元，用于將所述兩個交點的第二矢量距離的模進行對比，得到第二矢量距離的模較小的交點為所述電子標簽在所述被測區域內的點；
[0050]第四獲取子單元，用于從所述場強位置關系表中獲取所述第二矢量距離的模較小的交點到所述投射點的第一矢量距離；
[0051]計算子單元，用于基于所述第一距離和所述第二矢量距離較小的交點到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
[0052]優選地，所述裝置還包括:關系表預建模塊，用于當所述電子標簽處于所述被測區域內一固定位置時，對所述電子標簽與位于所述被測區域內的天線進行多次測量，得到標定結果，將所述標定結果寫入到所述場強位置關系表中；所述場強位置關系表中包括:所述電子標簽到所述天線之間的距離、所述天線的基準磁場場強和所述交點到所述投射點的矢量距離。
[0053]優選地，所述裝置還包括:
[0054]報文接收模塊，用于接收所述電子標簽根據所述第一報文回復的應答報文；
[0055]判斷模塊，用于在判斷出所述應答報文為合法報文時，觸發所述接收模塊。
[0056]與現有技術相比，本申請包括以下優點:
[0057]應用上述技術方案，本申請實施例提供的定位方法可以首先驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文來觸發位于被測區域中的電子標簽，接收電子標簽發送第二報文，并從第二報文中獲取每根天線的磁場場強，然后依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局確定被測區域中電子標簽的位置。相對于現有技術僅能測試電子設備是否位于被測區域中，本發明實施例可以確定出電子標簽在被測區域中的位置，提高位置檢測的精準度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0058]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0059]圖1是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法的流程圖；
[0060]圖2是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法中天線按照布置順序發送場強信號的示意圖；
[0061]圖3是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法中第二報文為高頻報文時高頻報文的格式示意圖；
[0062]圖4是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法中被測區域內布置有三根天線時步驟104的流程圖；
[0063]圖5是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法中閉合曲面的兩個交點在三根天線構成的空間平面的投射點的示意圖；
[0064]圖6是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法中被測區域內布置有四根天線時步驟104的流程圖；
[0065]圖7是本申請另一實施例提供的基于射頻識別技術的空間定位方法的另一種流程圖；
[0066]圖8是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位裝置的結構示意圖；
[0067]圖9是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位裝置中計算模塊的結構不意圖；
[0068]圖10是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位裝置中計算單元的結構不意圖；
[0069]圖11是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位裝置的另一種結構示意圖；
[0070]圖12是本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位裝置的第三種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0071]下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0072]請參閱圖1，其示出了本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法的流程圖，可以包括以下步驟:
[0073]101:驅動布置于所述被測區域內的每根天線發送第一報文，所述第一報文用于觸發位于所述被測區域中的電子標簽進行場強測量工作，被測區內布置有至少三根天線產生，且其中三根天線構成位于所述被測區域內的一空間平面。
[0074]其中第一報文是以一定載波頻率按照特定編碼規則發送的具有特定含義數據的組合，其通常包括喚醒序列和指令信息等內容。喚醒序列可以將處于低功耗狀態下的電子標簽切換至高功耗狀態下，促使電子標簽開始工作。并且第一報文中的指令信息可以指示電子標簽進行相應工作，如場強測量工作。
[0075]在本申請實施例中，第一報文的載波頻率可以為1251012/1341(?的低頻頻率，相應的射頻天線陣列系統中的天線為低頻天線。該低頻天線發送第一報文以觸發被測區域內的電子標簽進行場強測量工作。
[0076]102:接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文，所述磁場場強為所述電子標簽將所述天線發送的場強信號進行轉換得到。
[0077]電子標簽接收到第一報文后，開始檢測由天線以一定時序發送的磁場場強，并在每檢測完成任意一個天線的磁場場強后將得到的磁場場強存儲在自身存儲器中等待發送。
[0078]其中一定時序可以是:按照天線在被測區域內的布置順序發送恒定場強的場強信號。如圖2所示，首先位于位置八處的天線八1發送恒定場強￡1的正弦波，其持續發送時間為0至八〖，其次位于位置8處的天線八2發送恒定場強￡2的正弦波，其持續發送時間為八七至2八。最后由位于位置處的天線八3發送恒定場強￡3的正弦波，其持續發送時間為2厶1:至3厶七。
[0079]電子標簽每檢測完成任意一個天線八1(1 = 1,2, 3)后將得到的磁場場強存儲在自身存儲器中，以等待電子標簽得到所有天線的磁場場強。
[0080]在本申請實施例中，被測區域內布置的天線為低頻天線時，該場強信號是低頻信號且采用正弦波形式發送。相應的電子標簽上配置有低頻信號感應裝置(該低頻信號感應裝置一般為低頻感應線圈)，當電子標簽接收到作為場強信號的低頻信號后，低頻信號感應裝置可以將不同強度的低頻信號轉換成為對應大小的模擬量電壓信息，同時該模擬量電壓信息被電子標簽內部A/D (Analog/Digital，模擬/數字)處理器采集和轉換，由此得到表征磁場場強的數字量。
[0081]在電子標簽得到所有天線的磁場場強后，將得到的磁場場強通過第二報文發送，其中第二報文可以是高頻報文，該高頻報文是指以一定載波頻率如315MHz/433MHz按照特定編碼規則發送的具有特定含義的數據的組合，在本申請實施例中特定含義的數據則為電子標簽發送的磁場場強，其所發送的高頻報文的格式可如圖3所示，以E1-E2-E3的格式形成高頻報文。
[0082]103:從所述第二報文中獲取每根天線的磁場場強。
[0083]接收設備在接收到第二報文后，首先判斷第二報文的存儲格式是否為自身的存儲格式相同，如果相同則直接從第二報文中提取磁場場強；如果不相同，則首先將第二報文進行格式轉換，再從轉換后的第二報文中獲取磁場場強。在本申請實施例中自身和電子標簽的存儲格式優選為相同的存儲格式，這樣既可以簡化設計也可以使得方法簡單化，省去對第二報文的轉換過程。
[0084]104:依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置。
[0085]當被測區域內天線的布局，如天線個數和天線構成的空間圖形不同時，依據天線的磁場場強和天線的布局確定被測區域內電子標簽的位置的方式也不同，下面將以三根天線和四根天線為主進行說明，對此此處不再過多闡述。
[0086]應用上述技術方案，本申請實施例提供的定位方法可以首先驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文來觸發位于被測區域中的電子標簽，接收電子標簽發送第二報文，并從第二報文中獲取每根天線的磁場場強，然后依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局確定被測區域中電子標簽的位置。相對于現有技術僅能測試電子設備是否位于被測區域中，本發明實施例可以確定出電子標簽在被測區域中的位置，提高位置檢測的精準度。
[0087]下面將以被測區域內布置有三根天線和四根天線，對本申請實施例中的確定被測區域中電子標簽的位置，即步驟104的實施過程進行詳細說明。
[0088]首先以被測區域內布置三根天線為例，被測區域內布置有第一天線、第二天線和第三天線，第一天線、第二天線和第三天線各自在被測區域中的位置和方向固定，并且三根天線不能位于同一直線上，而是將三根天線布置成一三角形，該三角形可以確定出位于被測區域內的一空間平面。
[0089]請參閱圖4，其示出了在被測區域內布置有三根天線時，本申請實施例提供的基于射頻識別技術的空間定位方法中步驟104的流程圖，包括以下步驟:
[0090]401:將磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與磁場場強對應的基準磁場場強。
[0091 ] 在本申請實施例中，基準磁場場強和電子標簽與天線的位置關系記錄在一場強位置關系表中。當接收設備得到每根天線的磁場場強后，將其與場強位置關系表中的基準磁場場強進行比對，確定每個磁場場強對應的基準磁場場強。
[0092] 402:從場強位置關系表中獲取與所確定的每個基準磁場場強分別對應的第一距離，第一距離用于指示電子標簽距離天線的距離。
[0093]403:以第一距離為半徑，分別構建每根天線在被測區域內形成的閉合曲面。
[0094]根據高斯定律，相等的磁場場強的點分布在一個線性閉合曲面上，因此每根天線為中心點，以磁場場強對應的第一距離為半徑可以得到每根天線的閉合曲面，該閉合曲面指示出距離天線為第一距離的被測區域內的位置，即通過閉合曲面可以得到被測區域內電子標簽與天線的位置關系。
[0095]404:獲取三根所述天線形成的閉合曲面相交的兩個交點，所述兩個交點為所述電子標簽在所述被測區域內的兩個點。
[0096]本領域技術人員公知的，在空間區域內兩個非同心的球面如果相交(球心距離不小于任一球半徑)則相交于一個圓環(一個點是圓環的特殊情況若另一個球面與這兩個球面同時相交，則交點必定在這個圓環上。因此三個球面相交的交點分布等價于其中兩個球面相交得到的圓環與第三個球面相交，圓環與球面相交(不同心)最多有兩個交點。因此三個互不同心的球面通常相交于兩個點。基于這一幾何關系原理本申請實施例中閉合曲面相交于兩個交點。
[0097]由于閉合曲面是以表示電子標簽距離天線的第一距離為半徑構建，所以閉合曲面相交的兩個交點可以指示被測區域內電子標簽的兩個位置。
[0098]405:基于兩個交點，獲取兩個交點在空間平面中的投射點。其方式可以是:由兩個交點到三根天線形成的空間平面做垂線可以得到垂線與空間平面的交點，即為投射點，如圖5中的點504，該點504為閉合曲面相交的兩個交點的連線正垂直于三根天線形成的空間平面，因此兩個交點的連線與空間平面的點504即為投射點。
[0099]406:從場強位置關系表中獲取兩個交點各自到投射點的第一矢量距離。
[0100]在本申請實施例中，第一矢量距離為根據與磁場場強對應的基準磁場場強獲得，其指示了兩個交點到投射點的方向和距離，其中到投射點的方向指示出交點與空間平面的方位關系，距離則指示出交點與控件平面的距離關系，通過第一矢量距離即可獲得交點與空間平面的相對位置關系。
[0101]407:基于第一距離和兩個交點各自到投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到電子標簽在被測區域中的坐標，其中坐標用于指示被測區域中電子標簽的位置。
[0102]此外被測區域內還可以布置有四根天線，分別為第一天線、第二天線和第三天線，第四根天線，第一天線、第二天線、第三天線和第四根天線各自在被測區域中的位置和方向固定，并且在四根天線布置于被測區域中時，第一天線、第二天線和第三天線在被測區域內構建出一空間平面，第四根天線位于空間平面之外，與該空間平面構成位于被測區域內的一個空間立體面。
[0103]請參閱圖6，其示出了在被測區域內布置有四根天線時，本申請實施例提供的基于射頻識別技術的空間定位方法中步驟104的流程圖，包括以下步驟:
[0104]601:將磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與磁場場強對應的基準磁場場強。
[0105]602:從場強位置關系表中獲取與所確定的每個基準磁場場強分別對應的第一距離，第一距離用于指示電子標簽距離天線的距離。
[0106]603:以第一距離為半徑，分別構建每根天線在被測區域內形成的閉合曲面。
[0107]604:獲取三根天線形成的閉合曲面相交的兩個交點，兩個交點為電子標簽在被測區域內的兩個點。
[0108]605:基于兩個交點，獲取兩個交點在空間平面中的投射點。
[0109]606:從場強位置關系表中獲取兩個交點各自到投射點的第一矢量距離。
[0110]以上步驟為根據三根天線對電子標簽進行定位得到電子標簽在被測區域內的兩個可能位置，其中兩個可能位置為步驟604中的兩個點，在本申請實施例中根據三根天線對電子標簽進行定位得到兩個可能位置的實施過程可以參閱圖4所對應流程圖，上述步驟601至步驟606的實施過程與步驟401至步驟406相同，對此本申請實施例不再加以闡述。
[0111]607:獲取第四根天線的磁場場強，并將第四根天線的磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與第四根天線的磁場場強對應的基準磁場場強。
[0112]引入第四根天線是為了從上述指示電子標簽在被測區域內的兩個可能位置中確定一個位置作為電子標簽在被測區域中的位置，其中確定過程如下步驟608至步驟612。
[0113]608:從場強位置關系表中獲取與第四根天線的基準磁場場強對應的第二距離，第二距離用于指示電子標簽距離第四根天線的距離。
[0114]其中根據與第四根天線的磁場場強對應的基準磁場場強，從場強位置關系表中可以獲取電子標簽到第四根天線的距離，即第二距離。同樣根據電磁場的高斯定理，以第四根天線為中心點，第二距離為半徑，可以確定第四根天線的閉合曲面，該閉合曲面指示出距離天線為第一距離的被測區域內的位置，即通過閉合曲面可以得到被測區域內電子標簽與天線的位置關系。
[0115]609:獲取兩個交點到第四根天線的第二矢量距離。其中第二矢量距離指示了兩個交點到第四根天線的距離和方向。
[0116]610:將兩個交點的第二矢量距離的模進行對比，得到第二矢量距離的模較小的交點為電子標簽在被測區域內的點。這樣通過兩個交點的第二矢量距離的模的對比即可以從兩個交點中選取出一個點作為電子標簽在被測區域內的位置，其中所選取出的點為第二矢量距尚的模較小的交點。
[0117]611:從場強位置關系表中獲取第二矢量距離的模較小的交點到投射點的第一矢量距離。
[0118]612:基于第一距離和第二矢量距離較小的交點到投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到電子標簽在被測區域中的坐標，其中坐標用于指示被測區域中電子標簽的位置。
[0119]上述圖4和圖6所示電子標簽的位置的確定過程可以通過查找場強位置關系表來加速電子標簽定位，并結合空間幾何原理得到電子標簽在被測區域中的坐標，這種查表方式可以省去具體數值的大量計算，方便快捷，這也降低了對數據處理中心基站性能的要求，降低了實現成本。
[0120]上述場強位置關系表是預先經過多次實際測量得到，其中建立場強位置關系表的過程如下:當電子標簽處于被測區域內一固定位置時，對電子標簽與位于被測區域內的天線之間的位置關系進行多次測量，得到標定結果。然后將標定結果寫入到場強位置關系表中，場強位置關系表中包括:電子標簽到天線之間的距離、天線的基準磁場場強和交點到投射點的矢量距離(矢量距離包括第一矢量距離和第二矢量距離)。
[0121]在本申請實施例中，場強位置關系表建立過程中，可以在電子標簽處于被測區域內的固定位置時，由人工測量電子標簽與位于被測區域內的天線之間的位置關系，該位置關系可以包括電子標簽到天線之間的距離和交點到投射點的矢量距離。此外，為了提高位置檢測的安全性，本申請實施例在進行位置確定的過程中，首先需要對電子標簽的合法性進行檢測，如圖7所示，在圖1所示流程圖基礎上，還包括以下步驟:
[0122]105:接收所述電子標簽根據所述第一報文回復的應答報文。
[0123]其中應答報文是所述電子標簽在接收所述第一報文后，根據所述第一報文內容回復的對應的高頻報文。接收到應答報文后，進一步判斷所述應答報文是否合法，如果合法，則所述被測區域內存在所述電子標簽。
[0124]106:判斷應答報文是否為合法報文，當應答報文為合法報文時，執行步驟102，當應答報文不是合法報文時，執行步驟107。
[0125]其中應答報文是所述電子標簽在接收所述第一報文后，根據所述第一報文內容回復的對應的高頻報文。接收到應答報文后，進一步判斷所述應答報文是否合法，如果合法，則所述被測區域內存在所述電子標簽，并接收電子標簽發送的第二報文。
[0126]107:被測區域內不存在電子標簽。
[0127]與上述方法實施例相對應，本申請實施例還提供一種基于射頻識別技術的空間定位裝置，其結構示意圖請參閱圖8所示，包括:驅動模塊11、接收模塊12、獲取模塊13和計算模塊14。其中:
[0128]驅動模塊11，用于驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文，所述第一報文用于觸發位于所述被測區域中的電子標簽進行場強測量工作，所述被測區域內布置有至少三根天線，且其中三根天線構成位于所述被測區域內的一空間平面。
[0129]其中第一報文是以一定載波頻率按照特定編碼規則發送的具有特定含義數據的組合，其通常包括喚醒序列和指令信息等內容。喚醒序列可以將處于低功耗狀態下的電子標簽切換至高功耗狀態下，促使電子標簽開始工作。并且第一報文中的指令信息可以指示電子標簽進行相應工作，如場強測量工作。
[0130]接收模塊12，用于接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文，所述磁場場強為所述電子標簽將所述天線發送的場強信號進行轉換得到。
[0131]電子標簽接收到第一報文后，開始檢測由天線以一定時序發送的磁場場強，并在每檢測完成任意一個天線的磁場場強后將得到的磁場場強存儲在自身存儲器中等待發送。其中一定時序可以是:按照天線在被測區域內的布置順序發送恒定場強的場強信號。
[0132]電子標簽每檢測完成任意一個天線后將得到的磁場場強存儲在自身存儲器中，以等待電子標簽得到所有天線的磁場場強。
[0133]在電子標簽得到所有天線的磁場場強后，將得到的磁場場強通過第二報文發送，其中第二報文可以是高頻報文，該高頻報文是指以一定載波頻率如315102/4331--按照特定編碼規則發送的具有特定含義的數據的組合，在本申請實施例中特定含義的數據則為電子標簽發送的磁場場強。
[0134]獲取模塊13，用于從所述第二報文中獲取每根天線的磁場場強。
[0135]在本申請實施例中獲取模塊13在接收模塊12接收到第二報文后，首先判斷第二報文的存儲格式是否為自身的存儲格式相同，如果相同則直接從第二報文中提取磁場場強；如果不相同，則首先將第二報文進行格式轉換，再從轉換后的第二報文中獲取磁場場強。在本申請實施例中電子標簽和獲取模塊13的存儲格式優選為相同的存儲格式，這樣既可以簡化設計也可以使得方法簡單化，省去獲取模塊13對第二報文的轉換過程。
[0136]計算模塊14，用于依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置。
[0137]當被測區域內天線的布局，如天線個數和天線構成的空間圖形不同時，依據天線的磁場場強和天線的布局確定被測區域內電子標簽的位置的方式也不同。
[0138]其中計算模塊14可以采用如圖9所示結構，可以包括:第一確定單元141、第二確定單元142、構建單元143、第一獲取單元144、第二獲取單元145、第三獲取單元146和計算單元147。
[0139]第一確定單元141，用于通過將所述磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對確定與所述磁場場強對應的所述基準磁場場強；
[0140]在本申請實施例中，基準磁場場強和電子標簽與天線的位置關系記錄在一場強位置關系表中。當獲取模塊13得到每根天線的磁場場強后，第一確定單元141將其與場強位置關系表中的基準磁場場強進行比對，確定每個磁場場強對應的基準磁場場強。
[0141]第二確定單元142，用于從所述場強位置關系表中獲取與所確定的每個基準磁場場強分別對應的第一距離，所述第一距離用于指示所述電子標簽距離所述天線的距離；
[0142]構建單元143，用于以所述第一距離為半徑，分別構建每根天線在所述被測區域內形成的閉合曲面；
[0143]根據高斯定律，相等的磁場場強的點分布在一個線性閉合曲面上，因此以每根天線為中心點，以磁場場強對應的第一距離為半徑可以得到每根天線的閉合曲面，該閉合曲面指示出距離天線為第一距離的被測區域內的位置，即通過閉合曲面可以得到被測區域內電子標簽與天線的位置關系。
[0144]第一獲取單元144，用于獲取三根所述天線形成的閉合曲面相交的兩個交點，所述兩個交點為所述電子標簽在所述被測區域內的兩個點；
[0145]由于閉合曲面是以表示電子標簽距離天線的第一距離為半徑構建，所以閉合曲面相交的兩個交點可以指示被測區域內電子標簽的兩個位置。第二獲取單元145，用于基于所述兩個交點，獲取兩個交點在所述空間平面中的投射點；其方式可以是:由兩個交點到三根天線形成的空間平面的垂線與空間平面的交點，即為投射點。
[0146]第三獲取單元146，用于從所述場強位置關系表中獲取所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距尚;
[0147]在本申請實施例中，第一矢量距離為根據與磁場場強對應的基準磁場場強獲得，其指示了兩個交點到投射點的方向和距離，其中到投射點的方向指示出交點與空間平面的方位關系，距離則指示出交點與控件平面的距離關系，通過第一矢量距離即可獲得交點與空間平面的相對位置關系。
[0148]計算單元147，用于基于所述第一距離和所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
[0149]當被測區域內還設置有位于三根天線構建的空間平面之外的第四根天線時，計算單元147可以采用如圖10所示結構，包括:第一獲取子單元1471、第二獲取子單元1472、第三獲取子單元1473、對比子單元1474、第四獲取子單元1475和計算子單元1476。
[0150]第一獲取子單元1471，用于獲取所述第四根天線的磁場場強，并將所述第四根天線的磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與第四根天線的所述磁場場強對應的所述基準磁場場強；
[0151]第二獲取子單元1472，用于從所述場強位置關系表中獲取與所述第四根天線的基準磁場場強對應的第二距離，所述第二距離用于指示所述電子標簽距離所述第四根天線的距離；
[0152]其中根據與第四根天線的磁場場強對應的基準磁場場強，從場強位置關系表中可以獲取電子標簽到第四根天線的距離，即第二距離。同樣根據電磁場的高斯定理，以第四根天線為中心點，第二距離為半徑，可以確定第四根天線的閉合曲面，該閉合曲面指示出距離天線為第一距離的被測區域內的位置，即通過閉合曲面可以得到被測區域內電子標簽與天線的位置關系。
[0153]第三獲取子單元1473，用于獲取所述兩個交點到所述第四根天線的第二矢量距離；第二矢量距離指示了兩個交點到第四根天線的距離和方向。
[0154]對比子單元1474，用于將所述兩個交點的第二矢量距離的模進行對比，得到第二矢量距離的模較小的交點為所述電子標簽在所述被測區域內的點；
[0155]通過兩個交點的第二矢量距離的模的對比即可以從兩個交點中確定一個點作為電子標簽在被測區域內的位置，其中所選取出的點為第二矢量距離的模較小的交點。
[0156]第四獲取子單元1475，用于從所述場強位置關系表中獲取所述第二矢量距離的模較小的交點到所述投射點的第一矢量距離；
[0157]計算子單元1476，用于基于所述第一距離和所述第二矢量距離較小的交點到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
[0158]請參閱圖11，其示出了本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位裝直的另一種結構不意圖，在圖8基礎上，還包括:
[0159]關系表預建模塊15，用于當所述電子標簽處于所述被測區域內一固定位置時，對所述電子標簽與位于所述被測區域內的天線進行多次測量，得到標定結果，將所述標定結果寫入到所述場強位置關系表中；所述場強位置關系表中包括:所述電子標簽到所述天線之間的距離、所述天線的基準磁場場強和所述交點到所述投射點的矢量距離。
[0160]請參閱圖12，其示出了本申請實施例提供的一種基于射頻識別技術的空間定位裝置的另一種結構示意圖，在圖8的基礎上，還包括:
[0161]報文接收模塊16，用于接收所述電子標簽根據所述第一報文回復的應答報文；
[0162]其中應答報文是所述電子標簽在接收所述第一報文后，根據所述第一報文內容回復的對應的高頻報文。接收到應答報文后，進一步判斷所述應答報文是否合法，如果合法，則所述被測區域內存在所述電子標簽。
[0163]判斷模塊17，用于在判斷出所述應答報文為合法報文時，觸發所述接收模塊12。
[0164]對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本申請并不受所描述的動作順序的限制，因為依據本申請，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本申請所必須的。
[0165] 以上對本申請所提供的一種基于射頻識別技術的空間定位方法及裝置進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制。
【權利要求】
1.一種基于射頻識別技術的空間定位方法，其特征在于，包括: 驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文，所述第一報文用于觸發位于所述被測區域中的電子標簽進行場強測量工作，所述被測區域內布置有至少三根天線，且其中三根天線構成位于所述被測區域內的一空間平面； 接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文，所述磁場場強為所述電子標簽將所述天線發送的場強信號進行轉換得到； 從所述第二報文中獲取每根天線的磁場場強； 依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述被測區域內布置有三根天線，所述依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置，包括: 將所述磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與所述磁場場強對應的所述基準磁場場強； 從所述場強位置關系表中獲取與所確定的每個基準磁場場強分別對應的第一距離，所述第一距離用于指示所述電子標簽距離所述天線的距離； 以所述第一距離為半徑，分別構建每根天線在所述被測區域內形成的閉合曲面； 獲取三根所述天線形成的閉合曲面相交的兩個交點，所述兩個交點為所述電子標簽在所述被測區域內的兩個點； 基于所述兩個交點，獲取兩個交點在所述空間平面中的投射點； 從所述場強位置關系表中獲取所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離； 基于所述第一距離和所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述被測區域內還布置有位于所述空間平面外的第四根天線，所述基于所述第一距離和所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，包括: 獲取所述第四根天線的磁場場強，并將所述第四根天線的磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與第四根天線的所述磁場場強對應的所述基準磁場場強； 從所述場強位置關系表中獲取與所述第四根天線的基準磁場場強對應的第二距離，所述第二距離用于指示所述電子標簽距離所述第四根天線的距離； 獲取所述兩個交點到所述第四根天線的第二矢量距離； 將所述兩個交點的第二矢量距離的模進行對比，得到第二矢量距離的模較小的交點為所述電子標簽在所述被測區域內的點； 從所述場強位置關系表中獲取所述第二矢量距離的模較小的交點到所述投射點的第一矢量距離； 基于所述第一距離和所述第二矢量距離較小的交點到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:所述場強位置關系表的預先建立過程，所述預先建立過程包括: 當所述電子標簽處于所述被測區域內一固定位置時，對所述電子標簽與位于所述被測區域內的天線之間的位置關系進行多次測量，得到標定結果； 將所述標定結果寫入到所述場強位置關系表中，所述場強位置關系表中包括:所述電子標簽到所述天線之間的距離、所述天線的基準磁場場強和所述交點到所述投射點的矢量距離。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在驅動布置于所述被測區域內的每根天線發送第一報文之后，所述方法還包括: 接收所述電子標簽根據所述第一報文回復的應答報文； 當所述應答報文為合法報文時，觸發接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文。
6.一種基于射頻識別技術的空間定位裝置，其特征在于，包括: 驅動模塊，用于驅動布置于被測區域內的每根天線發送第一報文，所述第一報文用于觸發位于所述被測區域中的電子標簽進行場強測量工作，所述被測區域內布置有至少三根天線，且其中三根天線構成位于所述被測區域內的一空間平面； 接收模塊，用于接收所述電子標簽發送的包括每根天線的磁場場強的第二報文，所述磁場場強為所述電子標簽將所述天線發送的場強信號進行轉換得到； 獲取模塊，用于從所述第二報文中獲取每根天線的磁場場強； 計算模塊，用于依據每根天線的磁場場強和被測區域內天線的布局，確定所述被測區域中所述電子標簽的位置。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述被測區域內布置有三根天線，所述計算模塊包括: 第一確定單元，用于通過將所述磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對確定與所述磁場場強對應的所述基準磁場場強； 第二確定單元，用于從所述場強位置關系表中獲取與所確定的每個基準磁場場強分別對應的第一距離，所述第一距離用于指示所述電子標簽距離所述天線的距離； 構建單元，用于以所述第一距離為半徑，分別構建每根天線在所述被測區域內形成的閉合曲面； 第一獲取單元，用于獲取三根所述天線形成的閉合曲面相交的兩個交點，所述兩個交點為所述電子標簽在所述被測區域內的兩個點； 第二獲取單元，用于基于所述兩個交點，獲取兩個交點在所述空間平面中的投射點； 第三獲取單元，用于從所述場強位置關系表中獲取所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離； 計算單元，用于基于所述第一距離和所述兩個交點各自到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述被測區域內還布置有位于所述空間平面外的第四根天線，所述計算單元包括: 第一獲取子單元，用于獲取所述第四根天線的磁場場強，并將所述第四根天線的磁場場強與場強位置關系表中的每個基準磁場場強進行比對，確定與第四根天線的所述磁場場強對應的所述基準磁場場強； 第二獲取子單元，用于從所述場強位置關系表中獲取與所述第四根天線的基準磁場場強對應的第二距離，所述第二距離用于指示所述電子標簽距離所述第四根天線的距離； 第三獲取子單元，用于獲取所述兩個交點到所述第四根天線的第二矢量距離； 對比子單元，用于將所述兩個交點的第二矢量距離的模進行對比，得到第二矢量距離的模較小的交點為所述電子標簽在所述被測區域內的點； 第四獲取子單元，用于從所述場強位置關系表中獲取所述第二矢量距離的模較小的交點到所述投射點的第一矢量距離； 計算子單元，用于基于所述第一距離和所述第二矢量距離較小的交點到所述投射點的第一矢量距離，結合空間幾何原理得到所述電子標簽在所述被測區域中的坐標，所述坐標用于指示被測區域中所述電子標簽的位置。
9.根據權利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:關系表預建模塊，用于當所述電子標簽處于所述被測區域內一固定位置時，對所述電子標簽與位于所述被測區域內的天線進行多次測量，得到標定結果，將所述標定結果寫入到所述場強位置關系表中；所述場強位置關系表中包括:所述電子標簽到所述天線之間的距離、所述天線的基準磁場場強和所述交點到所述投射點的矢量距離。
10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 報文接收模塊，用于接收所述電子標簽根據所述第一報文回復的應答報文； 判斷模塊，用于在判斷出所述應答報文為合法報文時，觸發所述接收模塊。
【文檔編號】G01S5/02GK104391269SQ201410561890
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】郭光超, 劉志剛, 付寬, 蘇衛濤 申請人:北京經緯恒潤科技有限公司
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