CN101351727A - 用于游戏台面上筹码的识别和位置测量的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在游戏台面上对多个游戏筹码的每一个确定位置的方法。多个游戏筹码的每个包括配置在其中的电感耦合RFID标签。游戏台面包括第一区域和与第一区域相邻配置的至少一个第二区域。该方法包括发送近场电感耦合询问信号到多个游戏筹码。从多个游戏筹码的至少一部分接收近场电感耦合响应信号。根据发送步骤或接收步骤执行位置分辨动作。多个游戏筹码的每个根据执行位置决定操作步骤与第一区域或者至少一个第二区域相关联。

Description

用于游戏台面上筹码的识别和位置测量的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于游戏台面上筹码的识别和位置测量的方法和设备。更特别的，本发明涉及一种用于改善磁耦合RFID技术的空间分辨力来识别和测量在游戏桌上精确定义的下注区域上的筹码位置的方法和系统。

背景技术

娱乐场所经营者通常对于能够实时记录在他们场内发生的所有下注很感兴趣。为了这个目的，需要精确和可靠的手段来识别置于下注范围之内和之外的各种筹码(游戏币)，下注范围由游戏台面(游戏桌)标记来表示。

至今，通过合理的预算和有限的技术，这种能力还是不可能达到的，但是无论如何还是在娱乐场所经营者的优先列表中排在非常高的位置。例如，这种能力以及适当的软件，允许对不正常事件的实时自动标记，对个人玩家表现的持续追踪，以及对娱乐场所人员表现的短期、中期和长期评估。

在过去几年中，已经提出了多种方式来达到该目标。特别的，专门基于射频标签(RFID)技术的方式已经被授予专利权。然而，尽管这种技术很有前途，但是其存在一个主要缺陷：其在空间分辨率上不是特别精确并且因此，其潜在地局限于具有单个下注区域的游戏台面，比如扑克桌或者具有很大间隔下注区域的游戏桌。

实际上，通常使用的RFID技术的类型基于在被认可的频率比如433MHz、915MHz、2.4GHz等操作的辐射场(远场)。因为其操作原理和操作频率，这种技术会受困于干扰本地场的效应。例如天线可被寄生电容(人和金属物体)误调，信号被人体削弱，以及传播被多径现象影响。因此，显而易见当处理具有近距离间隔的多个下注区域的游戏台面，比如在二十一点(blackjack)或百家乐(baccarat)中使用的游戏台面时，或者更糟糕的，在其中筹码被刚好置于下注区域之间的间隔线上的游戏桌比如轮盘游戏桌时，现有的基于RFID的技术是不够的。

已经提出了在被认可频率125KHz或13.56MHz频段操作的基于磁耦合RFID技术来克服这些空间分辨率的局限。因为这种技术固有的“近场”特性，在期望覆盖区域之外信号衰减得很快并且周围环境的变化具有很小的影响。

然而，尽管这种技术明显比其它现有RFID技术先进，但是其本身不能用于在近距离间隔的下注范围之间实现足够精确的覆盖。实际上，这是因为娱乐场所所提出的另一个要求：因为筹码被堆积在另一个之上，该技术必须允许与一堆顶部的筹码进行通信，该堆实际上可能达到25个筹码那么高。嵌入线路产生的磁场被粗略地塑造成球形并且其“衰减(drop off)”特性由物理学决定并且以dB/mm表示。为了将其本身扩展到足够高来读取堆顶部的筹码，磁场不可避免地也必须横向延伸。这意味着当下注区域的对角线小于25个筹码堆的高度，并且相邻下注区域位于观察下注区域非常近的位置时，通常不可能实现所需要的“衰减”特性。

发明内容

本发明通过精确地确定置于二十一点游戏桌上的近距离间隔下注范围内的多个游戏筹码的位置来满足上述需求。

本发明的一个方面在于一种确定游戏台面上多个游戏筹码中每一个的位置的方法。多个游戏筹码的每一个包括置于其中的感应耦合的RFID标签。游戏台面包括第一区域和邻近于第一区域的第二区域。该方法包括传输近场感应耦合询问信号到多个游戏筹码。近场感应耦合响应信号从多个游戏筹码的至少一部分中接收。位置分辨动作结合传输的步骤或接收的步骤来执行。多个游戏筹码的每一个根据执行位置分辨动作的步骤来与第一区域或者至少一个第二区域相关联。

本发明的附加特征和优点将在以下详细描述中阐述，并且将通过描述使得其一部分对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且通过实践在此描述的本发明而为本领域技术人员所认知，其包括以下详细描述、权利要求以及附图。

附图说明

应当理解的是前述大体描述和以下详细描述仅仅是本发明的示例，并且其目的在于提供用于理解本发明所要求保护的特征和特性的总览和框架。提供了附图来提供对于本发明的进一步理解，并且其被在此结合和组成说明书的一部分。附图说明了本发明的各个实施例，并且其与说明书共同用于解释本发明的原理和操作。

图1是游戏桌的示意说明；

图2是线圈感应耦合器的磁通量线的示图；

图3是线圈感应耦合器的磁通量密度的示图；

图4是干扰概念的示意图；

图5是用于图4的干扰概念的线圈组的示意图；

图6是用于图4的干扰概念的替换线圈组的示意图；

图7是结合了铁氧体(ferrite)导向器材料的铁氧体螺线管的磁通量线的示图；

图8是结合了铁氧体场平板的缠绕铁氧体螺线管的磁通量线的示图；

图9是结合在有源场形成配置(active field shaping configuration)中的两个线圈感应耦合器的磁通量线的示图；

图10是在游戏台面下的铁氧体螺线管的放置的示意图；

图11是改进的RFID游戏筹码的内部电路的示意图；

图12是图11所示的电路的线圈感应耦合器的定位的示意图；

图13是另一种改进的RFID游戏筹码的内部电路的示意图；

图14是相邻线圈感应耦合器的磁通量密度轮廓的示意图；

图15是在每个线圈感应耦合器处接收的信号包络的示意图。

具体实施方式

以下将详细参考本发明的具体实施方式，在附图中说明其实施例。只要可能，在附图中同样的附图标记将表示相同或类似的部分。本发明的游戏台面的具体实施方式在图1中示出，并且通篇都由附图标记10来表示。

大体来说，根据本发明具体实施例的方法和设备提供用于识别游戏台面(比如游戏桌)上精确定义的下注区域上的筹码位置的磁耦合RFID技术的改善空间分辨力。该方法和设备提供了游戏台面的改进，其允许了其中需要近邻间隔并且不期望其它下注范围的筹码的“交叉读取”的磁耦合RFID游戏筹码的使用。还描述了由筹码中的干扰环路、场形成环路、铁氧体螺线管和增强的RFID测量所构成的“有源场控制”方法的使用。

参考图1，使用磁耦合技术的通常游戏台面以具有下注区域A和B的游戏桌10的形式示出。游戏桌10的基础部分包括具有与每个下注区域相关联的对应电子线路14(为了清楚仅示出了下注区域A的线路)，保护盖16具有施加在其上的下注区域标记18以及游戏筹码20，其将在以下进一步描述。本领域技术人员将会理解，具有对应电子线路14的线圈感应耦合器12可被称为RFID询问器装备。

被称为主线圈的线圈感应耦合器12被安装在游戏桌10之内并且产生覆盖其相关下注区域A、B的读取区域，在该读取区域中游戏筹码20必须被识别和计数。

电子线路14产生通过主线圈12的电流并且将由主线圈12中的磁耦合引入的不同信号解释(读取)为置于相关下注区域A、B中的游戏筹码20。

保护盖16(其可以是例如具有呢绒毯的塑料片)盖住主线圈12及其响应的电子线路14，并且还提供表面，在该表面上可施加下注区域标记18并放置筹码20。

游戏筹码20的每一个都结合了线圈感应耦合器，其被称为次线圈，从游戏桌10主线圈12的磁耦合和其它游戏筹码20次线圈流产生的电流可通过它，并且还结合包含适当游戏筹码识别数据的集成电路，电路能够产生用于通过磁耦合传输这种数据的信号。

可以理解尽管讨论了下注区域A的主线圈12和互补电子线路14，但是还可对其它下注区域比如下注区域B进行同样的应用。

参考图2，主线圈12产生的磁通量120大体上是球形的并且其“衰减”特性由物理学决定并且可以dB/mm表示。为了将其扩展为足够高来读取一个堆顶部的筹码(比如由线22识别的25个筹码的堆的高度)，磁场无疑还需要横向扩展。这意味着当下注区域的对角线小于25个筹码的堆的顶部高度，并且相邻的下注区域与被观察下注区域位置非常接近时，通常是不可能实现所需的“衰减”特性的。现在参考图3，可见下注区域A的主线圈12产生的磁通量120横向扩展到相邻的下注区域B中，尽管磁通量120具有减小的密度。

为了实现改善的筹码20位置测量(0.5英寸或更好)，特别当对于达到25个筹码20的特定命令时，磁耦合技术可与一种或多种互补部件以及使用其的方法结合，基于使用干扰线圈或铁氧体产生场变形的有源场或者基于附加的测量技术，比如接收信号强度信息(RSSI)。

参考图4、5和6，可以使用包括被称为“读取”线圈的主线圈12和一个或多个干扰线圈44的线圈组，一个这种线圈组与每个下注区域A、B相关。为了识别特定下注区域内的游戏筹码20，所有或一些线圈组42的干扰线圈与位于被观察下注区域中的线圈组分别激励。通过循环地复用干扰线圈44，从而连续地观察每个下注区域A、B；有可能在游戏桌10(或任何其它游戏台面上)精确地画出下注的完整图形。干扰线圈44可以是“横向的”，即接近读取线圈12以及与读取线圈12在同一个平面内，如图5所示，或者与读取线圈12同中心以及在同一个平面内，如图6所示。当使用同心干扰线圈44时，需要两个“读取”操作；一种是当干扰线圈44被供能，一种是当它们没有被供能时，下注区域中的游戏筹码20可通过将获得的筹码20的两个列表相减来发现。

在第一示意性实施例中，如图5所示，干扰线圈44接近读取线圈12以及与读取线圈12在同一个平面内，并且以各种形状的电路环路的形式，其可包括被称为“干扰环路”的场取消交叉模式(field cancelingcrossover pattern)。

在另一个示意性实施例中，线圈组42可包括第一圆形、椭圆形或方形的读取线圈12，其具有第二同心的圆形、椭圆形或方形干扰环44，其与读取线圈12在相同平面并且同轴。图6示出了读取线圈12和干扰线圈44是同心圆形线圈的例子。

在另一个示意性实施例中(未示出)，线圈组42可包括辅助线圈，辅助线圈与读取线圈12相关联，随着读取线圈12激励来有源激励并且与读取线圈12激励相位一致，来形成读取线圈12的磁场。

游戏桌10(或其它游戏台面)中的读取线圈12被用于感应与每个读取线圈12相关联并且依次被扫描装置扫描的下注区域A、B中的筹码20。与每个读取线圈12相关联的是如上述配置的干扰线圈44。干扰线圈44被激励来通过分解信号和形成最终场模式或通过产生单独独立的干扰信号来帮助限制读取线圈12的读取范围。回头参考图4，示出了与下注区域A相关联的读取线圈通量120A和与下注区域B相关联的读取线圈通量120B。如图所示，当激励下注区域A的读取线圈12时产生延伸到由下注区域标记18B限制的下注区域B中的通量120A。当激励时，下注区域B的干扰线圈产生干扰通量144，干扰通量144防止来自下注区域A的读取线圈12读取位于下注区域B中的筹码20。干扰信号144可以仅是例如在频段13.56MHz连续波(CW)信号中的一个等级或者在正常读取线圈12接收等级以下10dB。可以理解根据使用的RFID芯片技术其它干扰调制也是可能的。

另一种方法是使用各种形状的干扰线圈44来产生防止下注区域之外的筹码20被读取并且响应读取线圈12的询问信号的干扰信号。

使用多个有源线圈或者特定形状的铁氧体螺线管改进游戏台面16的磁场从而增加每个下注区域A、B周围的衰减坡度。通过这样每个下注区域A、B周围的磁场实际上可假设为更加“矩形”而不是“类圆形”。而且，通过将这种技术与有源线圈或螺线管的复用结合，其还有可能进一步增强这种改善的位置精确度。

在图7所示的第一示意性实施例中，使用了水平铁氧体螺线管棒12’，代替了线圈感应耦合器，其在游戏台面16的平面下方并且位于两个下注区域之间，在此是下注区域A和B。这种结构产生了磁通量模式120使得其向上垂直通过一个读取范围(例如下注区域B)并且向下通过第二横向相邻读取范围(例如下注区域A)。铁氧体导向材料13可水平置于游戏台面16之下的每个下注区域A、B下面来扩展磁通量120。

在如图8所示的另一个示意性实施例中，使用了具有激励线圈组15的特定形状的铁氧体螺线管12’，代替了线圈感应耦合器12，其在游戏台面16的平面以下并且位于两个下注区域之间，在此是下注区域A和B。这种结构产生了磁通量模式120使得其向上垂直通过一个读取范围(例如下注区域B)并且向下通过第二横向相邻读取范围(例如下注区域A)。铁氧体导向材料13可置于相邻读取范围之间，在此是下注区域A和B，用于帮助确保磁通量120的线在筹码没有被读取的区域中更加水平。通过没有在读取范围中的筹码的通量120被最小化并且因此这些筹码不能被激励和读取。

在如图9所示的另一个示意性的实施例中，在各个下注区域A、B下面使用了有源感应耦合器线圈12”A、12”B从而形成磁场。例如，假设下注区域A被读取，那么有源感应耦合器线圈12”A产生通量120A。为了形成通量120A使得其不延伸到相邻下注区域中，在此是下注区域B，有源感应耦合器线圈12”B被用于产生与有源感应耦合器线圈12”A相同频率的同相位的小信号，因此产生将通量120A“推回”下注区域A的通量120B。

参考图10，使用了若干个复用水平放置的铁氧体螺线管L1到L8，每个一次仅询问一个或两个下注区域。例如，铁氧体螺线管L2询问下注区域A和B。因为每个末端范围仅包含一个下注区域，即下注区域A和G，在每个范围内的筹码的精确计数可通过逻辑相减来发现。例如，铁氧体螺线管L1读取包含在下注区域A中的筹码，建立列表A，而铁氧体螺线管L2读取包含在下注区域A和B中的筹码，建立列表AB。为了获得仅包含在下注区域B中的筹码列表即列表B，其能够从列表AB中减去列表A。类似的，列表C通过从当铁氧体螺线管L3读取包含在下注区域B和C中的筹码时获得的列表BC中减去列表B来获得。重复这个过程直到确定每个下注区域中的筹码列表。应当理解的是该方法可通过更少数量的铁氧体螺线管来使用，例如仅使用铁氧体螺线管L1、L2、L4、LS、L6和L8，铁氧体螺线管L3和L7在这种情况下可被用于冗余的目的。

通过引入使用游戏筹码中的接收信号强度指示(RSSI)的场测量能力，并且通过获知每个游戏筹码上的精确场密度等级，有可能计算其与产生磁场的装置的距离。通过三角测量，即通过计算安装在对应于三个不同场情况下的测量场强度的距离上的圆形横截面，代币的精确位置可被确定。以上考虑的三个不同的场情况可被实际产生，例如通过使用安装在不同位置的三个不同装置或通过中心装置和改进磁场梯度的附加装置。

在图11所示的第一示意性实施例中，游戏筹码20’包含两个并排重叠的感应耦合线圈52、54，以及能够测量RSSI并与其通用唯一内核10一起将该测量作为数据通信的RFID集成电路56。感应耦合线圈52、54被重叠(如图12所示)，通过这种方式来减小相互感应。

在图13所示的另一个示意性实施例中，使用的游戏筹码20”包含单个耦合线圈53和能够测量RSSI和与其通用唯一内核识别号10一起将该测量作为数据通信的RFID集成电路58。

为了确定包含两个并排重叠感应耦合线圈52、54的筹码20’的位置，通过从每个感应耦合线圈52、54测量的等级差异和通过它们已知的分隔距离划分来感应读取线圈12的磁感应场的梯度。该梯度随后与校准射线测量比较。因此距通常为圆形的下注区域中心的距离可被确定。

确定包含单个感应耦合线圈53的筹码20”的方法将RSSI的差异用作由单个读取线圈产生的磁场值的测量，其可被校准到游戏台面16上游戏筹码20”的位置。

此外，来自两个或多个询问读取线圈12的信号可被用于测量筹码20的位置。参考图14，随着它们被依次激励，筹码20感应分别由读取线圈12A、12B和12C产生的场120A、120B和120C的相对等级。图15所示的该数据随后可被用于形成相对于场模式的横截面的距离测量并且可被校准到游戏台面16上的位置。

尽管本发明已经通过示意性实施例和其示例的方式描述，但是应当主义对于本领域技术人员来说在不脱离本发明范围的情况下可对上述示意性实施例做出改进。而且，应当理解上述方式可找到除了游戏或下注表面和桌面的其它应用。特别的，它们可被用于各种“灵通架”之类的应用程序来找到和定位小的近距离的RFID标签物体，比如试管、药瓶、生物或法医取样容器、文档叠、宝石取样袋等。

包括公开文献、专利申请和专利的所有参考，在此通过参考到与每个参考文献被单独和专利表示来通过参考结合并且在此阐述了其整体那样相同程度而在此结合。

描述本发明的文本中术语“一个”和“该”以及相似标记的使用(特别在以下权利要求内容中)在于被解释为覆盖单个和多个的范围，除非在此指示或由文本清楚的说明。术语“包括”、“具有”、“包含”被解释为开放术语(即意味着“包括，但是不限于”)，除非其说明了。术语“连接”被解释为部分地或整体的在其之内、附着在或者连接在一起，甚至有物体介于其中。

在此的值范围的叙述仅用于作为单独的参考落在该范围内的每个单独值的速记方法，除非其另有说明，并且每个单独值被结合到说明书中，就像其在此单独描述。

在此描述的所有方法可以任意适当顺序执行除非在此另有说明或者文本清楚地说明了其它情况。任意和所有例子的使用，或者在此提供的示例语言(例如“比如”)仅在于更好的说明本发明的实施例并且不对本发明的范围做出限制，除非权利要求有所说明。

说明书中的语言不应当被理解为指示非权利要求所述单元的本发明实现的实质。

本领域技术人员应当理解在不脱离本发明精神和范围的情况下可对本发明做出各种改进和变形。其目的不在于将本发明限制为在此公开的特定形式，相反，其目的在于覆盖在本发明的权利要求所定义的精神范围内的所有改进、替代结构和等同方式。因此，其目的在于本发明覆盖在权利要求及其等同方式范围内所提供的本发明的改进和变形。

Claims (23)

1.一种用于确定游戏台面上多个游戏筹码的每一个的位置的方法，多个游戏筹码的每一个包括置于其中的感应耦合RFID标签，游戏台面包括第一区域和邻近于第一区域的至少一个第二区域，该方法包括：

传输近场感应耦合询问信号到多个游戏筹码；

从多个游戏筹码的至少一部分中接收近场感应耦合响应信号；

在传输的步骤或接收的步骤中执行位置分辨动作；以及

根据执行位置分辨动作的步骤，将多个游戏筹码的每一个与第一区域或者至少一个第二区域相关联。

2.如权利要求1所述的方法，其中传输的步骤通过置于游戏台面下的至少一个RFID询问器装备来执行。

3.如权利要求1所述的方法，其中第一RFID询问器装备置于第一区域下，并且至少一个第二RFID询问器装备置于所述至少一个第二区域下。

4.如权利要求3所述的方法，其中干扰装置置于第一RFID询问器和所述至少一个第二RFID询问器装备之间。

5，如权利要求3所述的方法，其中第一RFID询问器和所述至少一个第二RFID询问器装备分别包括第一读取线圈和至少一个第二读取线圈，并且，干扰线圈与第一读取线圈、所述至少一个第二读取线圈和/或两者同心地配置。

6.如权利要求3所述的方法，其中执行位置分辨动作的步骤包括有源地干扰第一RFID询问器装备使得第一RFID询问器装备从配置在第一区域中的游戏筹码中接收近场感应耦合响应信号。

7.如权利要求6所述的方法，其中第一RFID询问器被所述至少一个第二RFID询问器装备有源地干扰。

8.如权利要求7所述的方法，其中第一RFID询问器被干扰线圈有源地干扰。

9.如权利要求3所述的方法，其中执行位置分辨动作的步骤包括有源地干扰所述至少一个第二RFID询问器装备从而所述至少一个第二RFID询问器装备从配置在所述至少一个第二区域中的游戏筹码中接收近场感应耦合响应信号。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述至少一个第二RFID询问器被相邻的RFID询问器有源地干扰。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述至少一个第二RFID询问器被干扰线圈有源地干扰。

12.如权利要求3所述的方法，其中执行位置分辨动作的步骤包括由第一读取器装备同步于近场感应耦合询问信号的传输在所述至少一个第二区域中产生有源场形成信号，有源场形成信号被定相以将近场感应耦合询问信号引导离开所述至少一个第二区域从而使置于所述至少一个第二区域中的游戏筹码不被询问。

13.如权利要求12所述的方法，其中有源场形成信号通过铁氧体螺线管装置产生。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个第二区域包括多个第二区域从而第一区域和多个第二区域包括N个区域，并且，RFID询问器装备被置于与N个区域中的每个相邻的近场区域中，从而N+1个RFID询问器装备与N个区域交替从而第一RFID询问器装备邻近第一区域布置并且第N+1个RFID询问器装备邻近第N个区域布置，RFID询问器装备2到N在任一侧上邻近于区域，N是整数。

15.如权利要求14所述的方法，其中执行位置分辨动作的步骤包括每个N+1 RFID询问器传输感应耦合询问信号到置于读取器近场的相邻区域并且从置于读取器近场的游戏筹码中读取近场感应耦合响应信号。

16.如权利要求15所述的方法，其中关联的步骤还包括：

将每个近场感应耦合响应信号与

对应的游戏筹码和N+1个RFID询问器中的一个相关联；

根据关联步骤形成游戏筹码的N+1个列表；以及

比较游戏筹码的N+1个列表来将每个游戏筹码与N个区域之一相关联。

17.如权利要求15所述的方法，其中N+1个RFID询问器的每一个包括铁氧体螺线管装置以及配置为引导感应耦合询问信号来符合预定传输模式的铁氧体条带单元。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个第二区域包括邻近第一区域的第二区域和邻近第二区域的第三区域，第一区域、第二区域和第三区域包括至少一个读取范围，并且，第一感应耦合RFID询问器置于游戏台面下的第一区域之下，第二感应耦合RFID询问器置于游戏台面下的第二区域之下，第三感应耦合RFID询问器置于游戏台面下的第三区域之下。

19.如权利要求18所述的方法，其中识别的步骤进一步包括：

分别从第一感应耦合RFID询问器、第二感应耦合RFID询问器、第三感应耦合RFID询问器依次传输第一近场感应耦合询问信号、第二近场感应耦合询问信号以及第三近场感应耦合询问信号；以及

通过为每个近场感应耦合询问信号与游戏筹码识别符提供接收信号强度测量，逐个筹码地响应第一近场感应耦合询问信号、第二近场感应耦合询问信号以及第三近场感应耦合询问信号的每一个。

20.如权利要求19所述的方法，其中关联的步骤进一步包括：

基于感应耦合RFID询问器对应的接收信号强度测量值来相对于每个感应耦合RFID询问器确定游戏筹码距离；

基于所述确定步骤为每个游戏筹码确定区域位置；以及

为所述至少一个读取范围形成游戏筹码表，游戏筹码表包括游戏筹码识别符、币值以及在所述至少一个读取范围内的每个游戏筹码的区域名称。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述至少一个读取范围包括分布在游戏台面上的多个读取范围。

22.如权利要求20所述的方法，其中至少部分游戏筹码利用配置为测量磁场梯度的并排重叠感应耦合线圈来建立。

23.如权利要求20所述的方法，其中至少部分游戏筹码利用单个感应耦合线圈建立。

24.如权利要求1所述的方法，其中游戏台面是二十一点游戏台面，其包括根据布置在游戏台面上的标记区域布置在游戏台面下的多个线圈感应询问器。

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