CN101079095A - 隐蔽物体的快速定位方法 - Google Patents

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齐晓武
潘文伟
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Abstract

隐蔽物体的快速定位的方法涉及一种采用无源射频电子标签(RFID)的无线通讯标识作为无源射频电子标签和电子标签的读取设备，实现被隐蔽物体的快速定位方法，该方法首先在隐蔽物体埋设可以获得定位信息的无源射频电子标签(1)，再设置一个可以移动的并且能够测量电子标签返回电磁波场强的电子标签阅读设备(2)和一个存放着相关电子标签所表述信息的数据库(3)；根据电子标签返回的射频信号的场强最大值快速获得隐蔽物体的位置；或者，在隐蔽物体上方地面的同一水平面内，选取不在同一直线上的三个或者三个以上位置，记录同一个标识的电子标签返回的射频信号的场强，从而得到该电子标签在精确的位置；或者，在隐蔽物体为中心点的一条线段的两端的电子标签获得隐蔽物体的位置。

Description

隐蔽物体的快速定位方法
技术领域
本发明涉及一种采用无源射频电子标签(RFID)的无线通讯标识作为无源射频电子标签和电子标签读取设备，实现被隐蔽物体的快速定位方法，属于快速寻找隐蔽物体的技术领域。
背景技术
在城市地下管网建设中，始终存在着一些标识上的差异，使得埋设在地下的管道，特别是一些特征部位的定位变得非常困难。为了标识这些位置，通常的技术只能在管线埋设的表面设定一些标志并在图纸上进行标注，而这些处于地表的标识会因为各种因素造成这些标志的损坏或者移动。因此，在这个领域急需一个方法能避免受到外力的影响，始终能为人们提供地下埋设管线定位的方法。
同样的应用要求也来自于建筑装修中对掩埋管道等的标识与定位。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种隐蔽物体的快速定位方法，使用该方法，可根据无源射频电子标签上唯一或特定标识号在数据库中预留的详细信息，得到隐蔽物体的距表面的垂直距离，最终得到该点的空间位置。
技术方案：本发明提供一种用于实现隐蔽物体的位置快速定位的方法，该方法在所要标识的管线表面或者是表面与地表的垂线上埋设一个无源射频电子标签，并具备有一个唯一的标识序列号，提供与记录信息对照之用；再设有一种无源射频电子标签的读取设备，该设备通过射频信号发射，使得无源射频电子标签获取能量后将无源射频电子标签的唯一或特定标识号返回给该设备接收部分，同时能测试接收信号的场强来确定位置。若需要精确定位，可采用三个或三个以上不在同一直线且在同一平面上的测量点确定该无源射频电子标签的实际平面位置；提供一个与无源射频电子标签唯一或特定标识号对应的数据库信息描述，以便在找到这个无源射频电子标签的时候，能从数据库中检索得到对该标签所指向的管道特征的全面描述信息。
该方法具体为：首先在隐蔽物体埋设可以获得定位信息的无源射频电子标签，再设置一个可以移动的并且能够测量电子标签返回电磁波场强的电子标签阅读设备和一个存放着相关电子标签所表述信息的数据库；其中，无源射频电子标签包含高强度非金属材料封装的电子标签芯片，接收天线，电子标签阅读设备包括阅读器和天线；无源射频电子标签的电子标签芯片通过天线接收电子标签阅读设备发射的电磁波，从中获取工作电源和标签序列号阅读请求指令，并通过线圈将芯片的唯一或特定标识号信息发送到电子标签阅读设备，电子标签阅读设备拾获无源射频电子标签发出的信息后，通过数据库解析其标签唯一或特定标识号，并测量返回电磁波的信号场强，取场强最大的位置确定为隐蔽物体的所在位置。
埋设可以获得定位信息的无源射频电子标签的方法为在隐蔽物体为中心点的一条线段的两端埋设两个电子标签，由电子标签阅读设备和数据库确定两点间的中心点为隐蔽物体的埋设点。确定隐蔽物体的所在位置是在隐蔽物体上方地面的同一水平面内，选取不在同一直线上的三个或者三个以上位置，记录同一个标识的电子标签返回的射频信号的场强，从而得到该电子标签在地平面的位置。通过数据库解析其标签唯一或特定标识号是根据电子标签唯一或特定标识号，从电子标签描述数据库中获得该标签所有信息，并且通过该信息描述的地质条件对位置进行修正。将移动的电子标签阅读设备架设在移动车辆上，对隐蔽物体标识的电子标签连续扫描，以确定标签位置。
有益效果：无源射频电子标签为非接触的，其工作不受环境影响，可以获得稳定可靠的工作特性。并且由于其物理寿命较长，因此可以提供长期的位置标识服务。采用测量电子标签返回的信号场强的方法，能快速获得所标识的位置信息；也可以通过三点位置精确定位方式，获得高可靠的位置信息；在不易放置标签的位置也可以通过两点间接定位的方式获得位置信息。通过以上这些方法，可解决使用常规标志的弊端。以便在找到这个无源射频电子标签的时候，能从数据库中检索得到对该标签所指向的管道特征的全面描述信息。
附图说明
图1是隐蔽物体的位置获取系统的示意图。
以上的图中有：无源射频电子标签1、电子标签芯片11、接收天线12，电子标签阅读设备2、阅读器21、天线22，数据库3。
具体实施方式
在隐蔽物体与地面的垂线上，与管道等隐蔽物体一起埋设一个射频无源射频电子标签1(RFID)，该标签的外壳采用高强度非金属材料(如高强度工程塑料)加以保护，能经受一定的压力，使得在地表路面碾压过程中不至于受到损坏。无源射频电子标签的埋设要求是在管道所要标识处的朝向地表面位置，或者较为接近地面的位置(视射频信号穿透能力而定)，与管道一起埋设。
在该标签对应的地表大致位置架设一个可移动的，并且可以测量无源射频电子标签返回电磁波场强的无源射频电子标签阅读设备2，向填埋地下的射频无源射频电子标签发射阅读请求射频信号。
在有效区域内，无源射频电子标签阅读设备2通过阅读器天线22发射的射频信号被无源射频电子标签1的接收天线12接收后，电子标签芯片11经校验后，通过天线12在返回频率上发射一个返回消息。
在附近地表任意位置选取三个或三个以上，不在同一直线，且在同一水平面上的测量点，
阅读器21接收到这个信息后，通过数据库3解析出该标签的唯一或特定标识号，同时通过场强测量电路检测返回的电磁波的场强。数据库3可放置在电子标签阅读设备，介质形式可为电子文档，或纸质。
根据该唯一或特定标识，可以在无源射频电子标签描述数据库3中找到相关的无源射频电子标签的描述及所处的地质结构情况，当在一个均匀的地质条件下，系统可以根据场强直接以场强最大值位置判断隐蔽物体的位置；当需要精确定位时，可选取不在同一直线上的三个或者三个以上位置，记录同一个标识的电子标签返回的射频信号的场强，定位隐蔽物体的平面位置。当选择的测量点不在同一地质条件下，则可以根据不同的信号衰减率和无源射频电子标签的距离，对测量结果进行修正。
作为系统的改进，为了避免在挖掘过程中造成无源射频电子标签的损坏，可在所要标识的隐蔽物体的附近同一水平面上埋设两个或多个无源射频电子标签。作为一个特例，在同一隐蔽物体为中心点的一条线段的两端分别埋设两个无源射频电子标签，确定两点间的中心点为隐蔽物体的特征值。
为了进一步方便操作，可以将移动的无源射频电子标签阅读设备2架设在移动车辆上，一个方向上的位置变化由车辆的移动来实现，同时可以操作该阅读设备的横向移动，以完全实现测量的要求。
1.快速直接定位：根据测量电子标签返回的电磁波的信号场强，根据场强最大值可确定与表面垂线的位置为隐蔽物体所在位置，根据电子标签唯一或特定标识号，从电子标签描述数据库中获得该标签所有信息；
2.三点精确定位：在隐蔽物体上方地面的同一水平面内，选取不在同一直线上的三个或者三个以上位置，记录同一个标识的电子标签返回的射频信号的场强，从而得到该电子标签在地平面的位置。根据电子标签唯一或特定标识号，从电子标签描述数据库中获得该标签所有信息，并且通过该信息描述的地质条件对位置进行修正。
3.两点间接定位：为解决隐蔽物体上方无法直接放置无源射频电子标签时，可以隐蔽物体为中心点的一条线段的两端埋设两个电子标签，由电子标签阅读设备和数据库确定两点间的中心点为隐蔽物体的埋设点。
电子标签芯片11、天线12采用丰泰瑞达公司900M射频标签(内置天线)，
阅读器21、天线22采用丰泰瑞达公司900M射频标签阅读器(内置天线)，
数据库3采用Microsoft Access数据库或其他产品。

Claims (5)

1.一种隐蔽物体的快速定位方法，其特征在于该方法首先在隐蔽物体埋设可以获得定位信息的无源射频电子标签(1)，再设置一个可以移动的并且能够测量电子标签返回电磁波场强的电子标签阅读设备(2)和一个存放着相关电子标签所表述信息的数据库(3)；其中，无源射频电子标签(1)包含高强度非金属材料封装的电子标签芯片(11)，接收天线(12)，电子标签阅读设备(2)包括阅读器(21)和天线(22)；无源射频电子标签(1)的电子标签芯片(11)通过天线(12)接收电子标签阅读设备(2)发射的电磁波，从中获取工作电源和标签序列号阅读请求指令，并通过线圈(12)将芯片(11)的唯一或特定标识号信息发送到电子标签阅读设备(2)，电子标签阅读设备(2)拾获无源射频电子标签(1)发出的信息后，通过数据库(3)解析其标签唯一或特定标识号，并测量返回电磁波的信号场强，取场强最大的位置确定为隐蔽物体的所在位置。
2.如权利要求1所述的隐蔽物体的快速定位方法，其特征在于埋设可以获得定位信息的无源射频电子标签(1)的方法为在隐蔽物体为中心点的一条线段的两端埋设两个电子标签(1)，由电子标签阅读设备(2)和数据库(3)确定两点间的中心点为隐蔽物体的埋设点。
3.如权利要求1所述的隐蔽物体的快速定位方法，其特征在于确定隐蔽物体的所在位置是在隐蔽物体上方地面的同一水平面内，选取不在同一直线上的三个或者三个以上位置，记录同一个标识的电子标签返回的射频信号的场强，从而得到该电子标签在地平面的位置。
4.如权利要求1所述的隐蔽物体的快速定位方法，其特征在于：通过数据库(3)解析其标签唯一或特定标识号是根据电子标签唯一或特定标识号，从电子标签描述数据库中获得该标签所有信息，并且通过该信息描述的地质条件对位置进行修正。
5.如权利要求1所述的隐蔽物体的快速定位方法，其特征在于将移动的电子标签阅读设备(2)架设在移动车辆上，对隐蔽物体标识的电子标签连续扫描，以确定标签位置。
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