CN100462680C - 使用交通工具的射频识别标记装配系统及其方法 - Google Patents

使用交通工具的射频识别标记装配系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使用交通工具的射频识别(RFID)标记装配系统及其方法。所述系统使用两个CCD摄像机、两个GPS接收器、一个INS和一个DMI，并且该系统包括：使用两个GPS接收器的交通工具位置和偏航提取器；使用INS的交通工具的方位提取器；用于GPS故障和INS误差校正的GPS/INS/DMI积分器；用于CCD摄像机的两个摄像机内部/外部方位提取器；用于测定三维坐标的目标位置提取器；用于提供诸如道路的限速和路线编号等的道路信息的道路信息存储器；用于输入从目标区域位置提取器和道路信息存储器中所获得的信息的RFID标记记录器；以及用于在道路上添加所述RFID标记的RFID标记装配器。

Description

使用交通工具的射频识别标记装配系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种使用交通工具的射频识别(RFID)标记(tag)装配系统及其方法。本发明中的RFID标记装配系统是由以下部分组成：a)两个电荷耦合器件(CCD)摄像机，b)两个全球定位系统(GPS)接收器，c)一个惯性导航系统(INS)，d)一个距离测量仪器(DMI)，以及e)一个RFID标记记录器和一个标记装配器。本发明的系统获取三维坐标(位置)和道路信息，并且实时或在后处理阶段将它们存储在RFID标记中，从而将RFID标记装配到道路上。
背景技术
一般而言，在RFID技术中，射频用于检测人和某些事物的进入、群组的位置和分类。传统的RFID系统采用读取器、标记以及计算机或其他可以处理数据的设备。所述读取器从所述标记接收特定数据，将该数据转换成数字信号，验证所转换的数字信号并且将标准数据发送到计算机或任何其他的控制器。
在RFID技术中，用户不用直接接触标记以便识别数据或连接接线电缆以便直接操作所述传统RFID系统。RFID技术的优势在于不需要这样的直接操作。
由于没有非金属物体屏蔽电磁波，所以即使所述标记隐藏在一个物体中或被多个物体所隐藏，所述读取器仍然可以读取所述标记上的数据而不会产生失败。
将RFID标记装配在道路上，从而将驾驶者的当前位置和道路信息提供给驾驶者。此外，通过装配在交通工具中的无线网络将驾驶者的位置发送到交通控制中心以进行交通情况分析。
总而言之，为了将位置和道路信息输入到RFID标记中，并且将该RFID标记装配到道路上，需要进行得到精确的位置信息的测量处理。这就需要大量的人力和时间。
发明内容
因此，本发明涉及一种使用交通工具的RFID标记装配系统及其方法，主要解决由相关技术的局限和缺陷所引起问题。
本发明的一个目的就是提供一种使用交通工具的RFID标记装配系统及其方法，其使得可以在短时间内仅以较少的人力装配RFID标记。所述RFID标记提供精确的位置和道路信息。为了实现本发明的系统和方法，所使用的交通工具中配备有两个CCD摄像机、两个GPS接收器、一个INS、一个DMI、一个RFID标记记录器和一个标记装配器。所述交通工具实时地从所出现的图像中获得装配有RFID标记的区域的三维坐标和道路信息，并且将它们存储在RFID标记中，以便在道路上装配所述RFID标记。
本发明其他的优势、目的和特征，一部分将在以下的描述中阐述，一部分对于本领域的技术人员来说将根据以下实验变得显而易见或者从本发明的实践中得知。本发明的目的和其他优势可以通过所撰写的说明书、权利要求书及其附图中所特别指出的结构来实现和获得。
如本发明中所实施和概括描述的那样，为了根据本发明的意图来实现这些目的和其他优势，所述系统包括：一种RFID装配系统，所述系统使用具有两个CCD摄像机、两个GPS接收器、一个INS、一个DMI和一个传感器同步机的交通工具，所述系统包括：
使用两个GPS接收器的交通工具位置(X、Y、Z)和偏航提取器；
使用INS的交通工具的方位提取器；
GPS/INS/DMI积分器，用于对GPS、INS和DMI进行积分，并且根据交通工具位置和偏航提取器提供的交通工具信息，实时或在后处理阶段中提供交通工具的位置和状；
摄像机内部/外部方位提取器，用于估计所述CCD摄像机的透镜畸变、焦距、主点和方位；
目标位置提取器，用于使用所述摄像机内部/外部方位提取器获得的图像信息、和所述GPS/INS/DMI积分器提供的交通工具的位置和状态，测定在其中装配有RFID的道路的三维坐标；
道路信息存储器，用于提供在其中装配有RFID的道路的包括限速和路线编号的道路信息；
RFID记录器，用于将三维坐标和道路信息输入到所述RFID中；以及
RFID装配器，用于将所述RFID装配到道路上。
在本发明的另一个方面，在RFID标记建立方法中使用了具有两个CCD摄像机、两个GPS接收器、一个INS、一个DMI和一个传感器同步机的交通工具。所述方法包括以下步骤：
(a)通过使用GPS/INS/DMI积分来实时或后处理地计算所述交通工具的方位；
(b)在执行步骤(a)时，通过使用自校准来提取摄像机内部/外部方位；
(c)通过使用在步骤(b)中所提取的摄像机内部/外部方位、在步骤(a)中所获得的交通工具的方位、以及在立体图像中出现的目标区域来测定在其中装配有所述RFID的道路的三维坐标；
(d)将从道路信息存储器中所提供的道路信息和步骤(c)中所测定的位置信息输入到所述RFID；以及
(e)将所述RFID装配到道路上，RFID标记在步骤(d)中接收三维坐标和道路信息。
根据本发明的方法，在所述步骤(d)中，可将所述道路信息和所述三维坐标转换成适用于射频标记记录器的格式，并且将其输入到射频标记。
需要理解的就是以上的概括描述及以下的详细描述的都是示范性的和说明性的，旨在对所请求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
所包括的附图是为了提供对本发明的进一步理解，并且被并入本申请中并构成本申请的一部分。所述附图图解了本发明的实施例，并且与说明书一起解释本发明的原理。在附图中：
图1图解了根据本发明的、使用交通工具的RFID标记装配系统的结构；以及
图2是根据本发明的、使用交通工具的RFID标记装配方法的流程图。
具体实施方式
现在将对在附图中图解了其示例的本发明的优选实施例进行详细的描述。将在全部附图中任何可能的地方使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
图1示出了根据本发明的、利用交通工具的RFID标记装配系统的结构。
参见图1，将RFID标记装配系统装配在交通工具中。该交通工具配备有两个CCD摄像机104、两个GPS接收器101、一个INS 102和一个DMI 103。RFID标记装配系统包括交通工具位置和偏航提取器201、GPS/INS/DMI积分器202、两个摄像机内部/外部方位提取器203、目标位置提取器204、道路信息存储器302、RFID标记记录器301、和RFID标记装配器303。
所述两个CCD摄像机104装配在交通工具的外部，并且提供装配有RFID标记的区域的图像信息。当CCD摄像机104获取到图像信息时，两个GPS接收器101接收诸如交通工具的位置和偏航等的交通工具信息。当CCD摄像机104获取到图像信息时，INS 102确定交通工具的状态(滚动(roll)、斜度(pitch)和偏航)。在GPS信号中断的情况下，DMI 103将校正信息提供给GPS接收器101和INS 102。
所述交通工具位置和偏航提取器201通过使用由两个GPS接收器所获得的交通工具的位置信息来计算诸如偏航、位置和状态等的交通工具信息。GPS/INS/DMI积分器202对GPS接收器101、INS102和DMI103进行积分，并且根据从交通工具位置和偏航提取器201中所提供的交通工具信息实时或在后处理阶段中提供交通工具的位置和状态。两个摄像机内部/外部方位提取器203校正由CCD摄像机所获得的原始图像信息的摄像机失真信息，计算每个CCD摄像机104的焦距、主点(principle point)、位置和状态。目标区域位置提取器204通过使用由摄像机内部/外部方位提取器203所获得的图像信息和由GPS/INS/DMI积分器202所获得的交通工具信息来测定装配有RFID标记的区域的三维坐标。道路信息存储器302存储在其上装配有RFID标记的道路的诸如限速和路线编号等的道路信息。RFID标记记录器301将由目标区域位置提取器204所计算出的位置信息和由道路存储器302所获得的道路信息输入到RFID标记中。RFID标记装配器303将RFID标记装配在道路上。RFID标记从RFID标记记录器301中接收位置信息和道路信息。
将RFID标记附加到螺栓、钉子或反射板上，从所述RFID标记记录器301中接收位置和所述道路信息，并将该RFID标记装配到道路上。
图2是根据本发明的、使用交通工具的RFID标记装配方法的流程图。以下将描述通过使用交通工具来建立RFID标记的方法，所述交通工具配备有两个CCD摄像机、两个GPS接收器、一个INS、一个DMI和一个传感器同步机。
如上所述，计算移动RFID标记装配系统的位置和状态(S100)。
同时，通过摄像机自校准方法来计算每个CCD摄像机的内部/外部方位(S200)。
然后，通过将CCD的位置和状态与GPS/INS/DMI数据相结合，来估计移动RFID标记装配系统的每个CCD摄像机的方位(S300)。
通过使用以上参数和立体图像来测定装配有RFID标记的区域的三维位置(S400)。
RFID标记被附加到诸如螺栓、钉子或反射板等物体上，从而被装配到道路上(S500)。
通过RFID记录器输入三维位置和道路信息(S600)。
本领域技术人员应该明白可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明旨在覆盖在所附权利要求及其等价物的范围之内的所提供的这一发明的修改和变化。

Claims (5)

1.一种射频标记装配系统，所述系统使用具有两个CCD摄像机、两个全球定位系统接收器、一个惯性导航系统、一个距离测量仪器和一个传感器同步机的交通工具，所述系统包括：
使用两个全球定位系统接收器的交通工具位置和偏航提取器；
使用惯性导航系统的交通工具的方位提取器；
全球定位系统/惯性导航系统/距离测量仪器积分器，用于对全球定位系统接收器、惯性导航系统和距离测量仪器进行积分，并且根据交通工具位置和偏航提取器提供的交通工具信息，实时或在后处理阶段中提供交通工具的位置和状态；
摄像机内部/外部方位提取器，用于估计所述CCD摄像机的透镜畸变、焦距、主点和方位；
目标位置提取器，用于使用所述摄像机内部/外部方位提取器获得的图像信息、和所述全球定位系统/惯性导航系统/距离测量仪器积分器提供的交通工具的位置和状态，测定在其中装配有射频标记的道路的三维坐标；
道路信息存储器，用于提供在其中装配有射频标记的道路的包括限速和路线编号的道路信息；
射频标记记录器，用于将三维坐标和道路信息输入到所述射频标记中；以及
射频标记装配器，用于将所述射频标记装配到道路上。
2.如权利要求1所述的系统，其中将所述射频标记附加到螺栓、钉子或反射板，从而装配到道路上。
3.一种射频标记装配方法，所述方法使用具有两个CCD摄像机、两个全球定位系统接收器、一个惯性导航系统、一个距离测量仪器和一个传感器同步机的交通工具，所述方法包括以下步骤：
(a)通过使用全球定位系统/惯性导航系统/距离测量仪器积分来实时或后处理地计算所述交通工具的方位；
(b)在执行步骤(a)时，通过使用自校准来提取摄像机内部/外部方位；
(c)通过使用在步骤(b)中所提取的摄像机内部/外部方位、在步骤(a)中所获得的交通工具的方位、以及在立体图像中出现的目标区域来测定在其中装配有所述射频标记的道路的三维坐标；
(d)将从道路信息存储器中所提供的道路信息和步骤(c)中所测定的位置信息输入到所述射频标记；以及
(e)将所述射频标记装配到道路上。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在所述步骤(d)中，将所述道路信息和所述三维坐标转换成适用于射频标记记录器的格式，并且将其输入到射频标记。
5.如权利要求3所述的方法，其中，在步骤(e)中，将所述射频标记附加到螺栓、钉子或反射板，并且将所述螺栓、钉子或反射板装配在所述道路上。
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