CN102435990B - 射频识别标签定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种射频识别RFID标签定位方法和装置。所述方法包括：使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数；计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和；通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序；计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；以及通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离.其中，读取概率地图记录标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。

Description

射频识别标签定位方法和装置

技术领域

本发明总体上涉及视频识别领域，更具体而言，涉及一种射频识别标签定位方法和装置。

背景技术

如今，通过对RFID(Radio Frequency Identification：射频标识)标签定位来实现对目标物体的位置进行定位的方法已经在物流及生产线领域显得越来越重要。另外，通过定位RFID标签的方法来确定携带RFID阅读器的移动物体的位置及方位的方法也在机器人控制领域得到了广泛的应用。利用超高频的RFID可以远距离识读标签，通过该频段可以识读距离长达10m左右的无源标签，该性能大大的提高了RFID标签在物流及生产线上应用的可能性。随着超高频RFID技术的广泛应用，一个RFID阅读器可以同时识读其读取区域内的多个标签，但是随之而来的问题是，当我们需要发现其中一个指定的标签时却是非常的困难。

至今已经有多种定位方法被开发出来，如利用RSS(receiving signalstrength：接收信号的强度)、AOA(angle of arrival：信号到达的角度)、TOA(time of arrival：信号到达的时刻)、TDOA(time difference ofarrival：信号到达的时间差)等信号特征来实现定位的方法。但是这些方法都存在成本高的弊病，其中RSS方法的测位精度低，误差甚至达到数米)。

专利文献1提出了一种通过阅读器发射不同频率的电磁波经过RFID标签反射后阅读器接收到的发射波的相位差来测定标签与阅读器距离的方法。该方法需要使用特定的阅读器来完成，并且无法识别标签与阅读器的相对方位，只能识别标签与阅读器的距离。

专利文献2中提出了一种定位指定标签的装置，通过在RFID标签上增加一个LED装置，当阅读器需要寻找一个指定的标签时，阅读器向该标签发射信号，该标签点亮LED以表明其为阅读器要寻找的标签。

专利文献2对于寻找指定的标签时确实是一个非常好的方法，但是其方法必须在标签上增加一个LED装置，增加的LED装置不仅提高了标签的制造成本，而且降低了标签对环境的适应能力，该标签将不再适用于不适合放入LED的工作环境，如潮湿、易受冲击的环境中。

【专利文献1】：日本专利申请号特愿2008-308023，发明人为小原英行等，发明名称为“距离测定装置、距离测定方法、反射体、及通信系统”。

【专利文献2】：美国专利申请公开US2009/0167495A1，发明人为Joshua R.Smith，Daniel Yeager，Ali Rahimi，发明名称为“Radiofrequency identification tags adapted for localization and stateindication”。

发明内容

鉴于现有技术的以上情况，本发明提出一种射频识别标签定位方法和装置，能够利用普通的通用RFID阅读器进行比较精确的标签定位。

在下文中首先给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本发明的一个方面，提供了一种射频识别RFID标签定位方法，包括：使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数；计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和；通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序；计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；以及通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离。其中，读取概率地图记录标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。

根据本发明的另一个方面，提供了一种射频识别RFID标签定位装置，包括：标签读取器，配置用于使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；标签读取信息记录器，配置用于记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数，计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和，以及计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；标签排序器，配置用于通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序；以及标签位置确定器，配置用于通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离。其中，所述读取概率地图记录标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

图1示出根据本发明实施例的射频识别标签定位方法的流程图。

图2示出根据本发明实施例的生成读取概率地图的流程图。

图3示出单天线读取范围的示意图。

图4示出根据本发明实施例的在单天线情况下的标签排列的示例图。

图5示出根据本发明另一实施例的生成读取概率地图的流程图。

图6示出根据本发明实施例的在单天线情况下获取指定标签的位置的示例流程图。

图7示出多天线读取范围的示意图。

图8示出根据本发明实施例的在多天线情况下的标签排列的示例图。

图9示出根据本发明实施例的在多天线情况下确定标签的排列顺序的示例流程图。

图10示出根据本发明实施例的射频识别标签定位装置的示意性框图。

图11示出可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意性框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于该实际实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

现在常用的超高频RFID标签具有以下几个特点：能被远距离读取，无源RFID标签的被读取距离可以高达10m；RFID阅读器与标签的规格品种繁多；在RFID阅读器的可读区域内被读取到的概率与标签同RFID阅读器的相对距离相关；一次可以读取多个标签，而现有的RFID标签定位系统无法在不改变RFID阅读器的硬件结构的情况下精确地确定标签的位置分布。

本发明考虑到RFID标签读取概率随距离变化的上述特点，根据线性排列的每个对象标签相对于RFID阅读器的天线的归一化读取概率来查询读取概率地图，以确定每个对象标签相对于所述天线的距离。其中，读取概率地图记录标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离之间的对应关系。由此，可以利用普通的通用RFID阅读器实现比较精确的标签定位。

下面结合图1-10来描述根据本发明实施例的射频识别标签定位方法和装置。

图1示出根据本发明实施例的射频识别标签定位方法的流程图。如图所示，在步骤S110中，利用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数。这里，“对象标签”指的是要对其定位的标签。假设所述预定次数是N次，多个指定的发射功率是PW₁、PW₂，...，PW_k，k为大于1的正整数。在每个发射功率下读取对象标签N次。将对象标签线性排列，是考虑到超高频RFID标签还具有在RFID阅读器的可读区域内被读取到的概率与标签同RFID阅读器的相对角度相关的特点。线性排列可以一定程度上消除角度对标签被读取到的概率的影响。关于这一点的具体细节，将在随后的实施例中描述。

然后，在步骤S120中，记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被天线成功读取的次数。对于对象标签j，其在发射功率PW_k(1≤k≤K)下被天线i成功读取的次数记为X_ijk。

接着，在步骤S130中，计算每个对象标签被天线成功读取的次数之和。对于对象标签j，其被同一天线i成功读取的次数之和记为X_ij，X_ij＝X_ij1+X_ij2+...+X_ijK。

接着，在步骤S150中，计算每个对象标签相对于天线的归一化读取概率。对于对象标签j，其相对于天线i的归一化读取概率记为PR_ij，PR_ij＝X_ij/(NK)。

然后，在步骤S160中，通过根据每个对象标签相对于天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于天线的距离。这里，读取概率地图记录标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。

此外，在本实施例中，还可以包括确定标签相对于天线的排列顺序的步骤。在步骤S130中计算每个对象标签被天线成功读取的次数之和后，步骤S140中，通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于天线的排列顺序。例如，将各个标签的读取成功次数之和X_ii从大到小排列，即得到标签相对于天线的由近到远的排列顺序，反之亦然。

这里，可以预先为要使用的RFID阅读器生成读取概率地图，其中记录了标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。生成读取概率地图的过程与根据本发明上述实施例的射频识别标签定位方法的过程类似，只不过标签相对于天线的距离可以通过测量得到。作为示例，图2示出根据本发明实施例的生成读取概率地图的流程图。

如图2所示，在步骤S210中，使用天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的多个样本标签预定次数，所述多个样本标签均匀放置在所述天线的最大读取范围内。这里，“样本标签”指的是用来产生读取概率地图中的标签相对于天线的距离样本的标签，以区别于需要实际定位的对象标签。样本标签均匀放置在所述天线的最大读取范围内，是为了获得尽可能多的标签相对于天线的距离样本。另外，理想情况下，是利用天线在每个可用的发射功率下读取样本标签，以在以下步骤中得到尽可能准确的归一化读取概率。然而，考虑到系统实现的复杂性以及所获得的性能提高的性价比，通常只选定部分发射功率进行读取。在最大发射功率范围内均匀选取发射功率，可以有助于提高所得到的归一化读取概率的准确性。

然后，在步骤S220中，记录每个样本标签在每一个指定的发射功率下被天线成功读取的次数。接着，在步骤S230中，计算每个样本标签相对于天线的归一化读取概率。在步骤S240中，测量每个样本标签相对于天线的距离。然后，在步骤S250中，记录每个样本标签相对于天线的归一化读取概率和该样本标签相对于天线的距离，以形成读取概率地图。

下面，分别针对RFID阅读器包括单个天线和多个天线的情况来描述根据本发明实施例的方法的应用示例。

图3示出单天线读取范围的示意图。其中，虚线所指示的椭圆形示出了阅读器天线在不同的发射功率下的读取范围，实心横条表示RFID标签。从图中可以看出，距离天线越近的标签，就处于越多的发射功率读取范围内，即可能在越多的发射功率下被读取到。

图4示出根据本发明实施例的在单天线情况下的标签排列的示意图。标签呈线性方式排列。为了方便说明，可以指定标签的排列方式为从天线的中心开始呈射线排列。如果实际要定位的标签不是按此方向排列时，可以通过调整天线的位置和角度来达到这种排列。标签所排列成的射线与天线的垂直中心线的夹角为α。这样，在射线上的各个标签与天线的垂直中心线的夹角相同，可以消除角度对标签被读取到的概率的影响。

通常，为了简单起见，还可以指定标签所排列成的射线在天线的垂直中心线上，即夹角α＝0°。

图5示出根据本发明另一实施例的生成读取概率地图的流程图。在考虑标签所排列成的射线与天线的垂直中心线的夹角α不为零的情况下，可以根据图5所示的流程图来为单天线RFID阅读器生成读取概率地图。

在步骤S510中，将样本标签按指定间隔呈射线状排列在天线的最大读取范围内，记录各射线与天线的垂直中心线的夹角α。接着，在步骤S520中，获得各个样本标签相对于天线的归一化读取概率，具体细节可参照以上根据本发明实施例所描述的内容。然后，在步骤S530中，利用天线的读取概率分布来形成读取概率地图。在所形成的读取概率地图中，进一步记录了在标签与天线的中心之间的连线和天线的垂直中心线的各种夹角下的标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。表1示出了这种读取概率地图的一个示例。这里，原点指的是天线中心位置。

在表1中，为了简明，仅给出了α＝0°和α＝30°的情况。可以理解，表1中还可以包括在其他角度(例如60°、90°等)的α下的标签相对于天线的归一化读取概率和标签相对于天线的距离。

图6示出根据本发明实施例的在单天线情况下获取指定标签的位置的示例流程图。在该实施例中，进一步考虑了标签排列方向与天线的垂直中心线的夹角。如图所示，在步骤S610中，读取呈射线状排列的对象标签序列，对象标签的排列方向与天线的垂直中心线的夹角为α。在步骤S620中，获得指定的对象标签相对于天线的归一化读取概率。该步骤的具体细节可参考以上关于图1中的步骤S110、S120、S130、S150的描述，这里不再赘述。然后，在步骤S630中，根据所记录的夹角α和所获得的归一化读取概率来查询读取概率地图，以确定指定的对象标签与天线中心的距离。这里，可以使用根据图5的实施例所生成的读取概率地图。最后，可以在步骤S640中输出所述距离与夹角，作为所述指定标签的位置。

另外，在该实施例中，作为一种应用，还可以根据每个对象标签相对于天线的距离，来确定对象标签之间的距离。例如，通过标签之间距离的突然变大，可以发现在整齐排列的物体中个别物体的丢失。

图7示出多天线读取范围的示意图。与图3类似，虚线所指示的椭圆形示出了阅读器天线在不同的发射功率下的读取范围，实心横条表示RFID标签。

图8示出根据本发明实施例的在多天线情况下的标签排列的示例图。同样，标签呈线性方式排列。在图8示例中，对象标签所排列成的线平行于多个天线组成的天线平面。另外，作为示例，可以将多个天线之间的间距设置成使得每个天线能够读取到其相邻天线的最大读取范围的中间位置处的对象标签。如图8所示，阅读器天线2能够读取到位于阅读器天线1的最大读取范围的中间位置处的标签a3。

图9示出根据本发明实施例的在多天线情况下确定标签的排列顺序的示例流程图。在该实施例中，RFID阅读器的多个天线按图8所示的方式排列。在步骤910中，读取呈线性排列的标签序列，标签序列平行于天线平面。在步骤S920中，设置天线间距，使得天线能够读取到相邻天线的最大读取范围的中间位置。

在步骤S930中，按奇偶顺序打开天线，获得各标签的读取次数。在此之前，RFID阅读器的天线关闭。在该步骤中，首先，将奇数编号的天线全部打开，使用所述多个天线中的奇数天线分别在多个指定的发射功率下读取对象标签预定次数，并获得每个标签被每个奇数天线成功读取的次数之和。然后，关闭奇数编号的天线，打开偶数编号的天线，使用所述多个天线中的偶数天线分别在所述多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数，并获得每个标签被每个偶数天线成功读取的次数之和。容易理解，上述奇偶天线的打开顺序可以相反。

在步骤S940中，将读取次数排列，得到标签的排列顺序。在该步骤中，可以通过对每个对象标签被每个天线成功读取的次数之和进行排序，确定各个对象标签相对于每个天线的排列顺序。

在使用多天线RFID阅读器进行标签定位时，如上所述，通过根据每个对象标签相对于相应天线的归一化读取概率来查询读取概率地图，可以确定每个对象标签相对于相应天线的距离。

可以根据标签相对于相应天线的距离和各对象标签相对于每个天线的排列顺序，来确定标签的位置。

多天线RFID阅读器的读取概率地图中，除了表1中的“与原点的距离”和“归一化读取概率”两列之外，还包括天线的编号，以指示标签相对于不同天线的归一化读取概率与标签相对于所述不同天线的距离的对应关系。

另外，优选地，可以根据同一对象标签是否被成功读取到该对象标签的当前天线的相邻天线成功读取以及被当前天线的哪一侧相邻天线成功读取，来确定所述对象标签位于当前天线的哪一侧。如果一个标签被相邻的两个天线读取，则该标签位于这两个天线之间。根据在步骤S940中确定的各个对象标签相对于每个天线的排列顺序、每个对象标签位于所述当前天线的哪一侧、以及所述多个天线的排列顺序，来确定所有对象标签的总体排列顺序。

此外，在使用多天线RFID阅读器进行标签定位时，由于相邻天线之间的距离是已知的，且标签所排列成的线与天线平面之间的距离是已知的，因此可以根据每个对象标签相对于当前天线的距离和相对于能够成功读取该对象的相邻天线的距离，来确定该对象标签与当前天线的中心之间的连线和当前天线的垂直中心线的夹角。进而，根据每个对象标签的所述夹角和每个对象标签位于当前天线的哪一侧来确定对象标签之间的距离。

图10示出根据本发明实施例的射频识别标签定位装置的示意性框图。如图所示，射频识别标签定位装置1000包括：标签读取器1010，用于使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；标签读取信息记录器1020，用于记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数，计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和，以及计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；标签排序器1030，用于通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于天线的排列顺序；以及标签位置确定器1040，用于通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离。其中，读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

根据本发明的一个实施例，标签读取器1010还可以用于使用RFID读取器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的多个样本标签预定次数，所述多个样本标签均匀放置在所述天线的最大读取范围内。标签读取信息记录器1020还可以用于记录每个样本标签在每一个指定的发射功率下被天线成功读取的次数，以及计算每个样本标签相对于天线的归一化读取概率。射频识别标签定位装置1000还可以包括标签距离测量器1060，用于测量每个样本标签相对于天线的距离；以及读取概率地图生成器1050，用于记录每个样本标签相对于天线的归一化读取概率和该样本标签相对于天线的距离，以形成读取概率地图。

根据本发明的另一实施例，射频识别标签定位装置1000还可以包括读取概率地图数据库1070，用于存储所述读取概率地图。

根据本发明的另一实施例，RFID阅读器的天线可以包括一个天线，所述对象标签从所述天线的中心开始呈射线排列。

根据本发明的另一实施例，当RFID阅读器是单天线阅读器时，读取概率地图生成器1050还可以在读取概率地图中记录在标签与天线的中心之间的连线和天线的垂直中心线的各种夹角下的标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系；并且标签位置确定器1040可以进一步用于：通过根据每个对象标签相对于天线的归一化读取概率、以及各个对象标签所排列成的射线与天线的垂直中心线之间的夹角查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于天线的距离。

根据本发明的另一实施例，标签位置确定器1040还可以用于：根据每个对象标签相对于天线的距离，来确定对象标签之间的距离。

根据本发明的另一实施例，RFID阅读器的天线可以包括多个天线，对象标签所排列成的线平行于所述多个天线组成的天线平面。

根据本发明的另一实施例，当RFID阅读器是多天线阅读器时，所述多个天线之间的间距可以被设置成使得每个天线能够读取到其相邻天线的最大读取范围的中间位置处的对象标签；标签读取器1010还可以用于：使用所述多个天线中的奇数天线和偶数天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；标签位置确定器1040还可以用于：通过对每个对象标签被每个天线成功读取的次数之和进行排序，确定各个对象标签相对于每个天线的排列顺序。

根据本发明的另一实施例，标签位置确定器1040还可以用于：根据同一对象标签是否被成功读取到该对象标签的当前天线的相邻天线成功读取以及被当前天线的哪一侧相邻天线成功读取，来确定所述对象标签位于当前天线的哪一侧；以及标签排序器1030可以进一步用于：根据对象标签相对于每个天线的排列顺序、每个对象标签位于所述当前天线的哪一侧、以及所述多个天线的排列顺序，来确定对象标签的总体排列顺序。

根据本发明的另一实施例，标签位置确定器1040可以进一步用于：根据每个对象标签相对于当前天线的距离和相对于能够成功读取该对象的相邻天线的距离，来确定该对象标签与当前天线的中心之间的连线和当前天线的垂直中心线的夹角；以及根据每个对象标签的所述夹角和每个对象标签位于当前天线的哪一侧来确定对象标签之间的距离。

关于根据本发明实施例的射频识别标签定位装置的操作的进一步细节，可以参考以上所述的方法的各个实施例，这里不再详细描述。

此外，上述装置中各个组成模块、单元可以通过软件、固件、硬件或其组合的方式进行配置。配置可使用的具体手段或方式为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。在通过软件或固件实现的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。

根据本发明实施例的射频识别标签定位装置可以是独立于RFID阅读器之外的装置，可用于不同厂商的RFID阅读器。

图11示出可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意性框图。在图11中，中央处理单元(CPU)1101根据只读存储器(ROM)1102中存储的程序或从存储部分1108加载到随机存取存储器(RAM)1103的程序执行各种处理。在RAM 1103中，还根据需要存储当CPU 1101执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1101、ROM 1102和RAM 1103经由总线1104彼此连接。输入/输出接口1105也连接到总线1104。

下述部件连接到输入/输出接口1105：输入部分1106(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1107(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等)、存储部分1108(包括硬盘等)、通信部分1109(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分1109经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1110也可连接到输入/输出接口1105。可拆卸介质1111比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等可以根据需要被安装在驱动器1110上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1108中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1111安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图11所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1111。可拆卸介质1111的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 1102、存储部分1108中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

本发明还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的方法。

相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。

在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

此外，本发明的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序地、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。

根据本发明实施例的上述方法和装置可以应用于对于需要监控物体的位置和方位的应用领域，尤其适合于物流和生产线管理领域。可以根据客户对位置和方位识别的需求提供相应的服务。为了方便对本发明实施例的方法和装置的进一步理解，以下描述几个根据本发明实施例的方法和装置的应用场景。应当理解，这些应用场景仅是为说明的目的，而不是要限制本发明。

(应用场景1)

由于目前大部分的物流标签不具备可视性，因此要从一堆整齐排列的物品中寻找带有指定标签的产品，是非常困难的事情。

为了方便说明，这里指定标签的排列方式为天线的中心开始按射线方向排列，假如不是按该方向排列时可以通过调整天线的位置和角度达到所需的目的。如果一个天线的范围不能覆盖所有标签时，可以使用多个天线。

利用根据本发明实施例的方法和装置，首先设计需要用于定位计算的天线的最大发射功率和最小发射功率。然后将天线的发射功率调到预设的最大值，记录各标签在每个指定发射功率被天线成功读取的次数。然后逐级的调低天线的发射功率，直到达到预先设计的最小输出功率，并获得各级别的各个标签的被成功读取次数。接着把各标签对应的被成功读取次数进行相加，得到标签被天线成功读取的次数之和。通过将每个标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个标签相对于天线的远近排列顺序。

当用户输入要查找的标签ID号时，所述装置最终将返回该ID号的标签为按距离天线由近及远或由远及近方向排列的第几号标签。用户可以直接通过肉眼发现该标签在贴有标签的物体的序列中的位置。

(应用场景2)

当需要识别通过仓库门或流通过程中的某道门的物品时，利用根据本发明实施例的方法和装置，可以通过计算物品上的RFID标签的位置排列来迅速发现通过该门时各物品的叠放顺序。

此外，通过多天线的结合，可以实现纵向排列的标签的排列顺序的计算。

(应用场景3)

利用根据本发明实施例的方法和装置，机器人在行走中可以根据自己的速度和定位标签来确定自己所处的位置和方位及行走方向。

标签的定位反过来也可以实现天线的定位，通过对天线的定位来实现对机器人的行走方向和位置的有效定位。

尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。

通过以上的描述可以看出，根据本公开的实施例，提供了如下的方案：

附记1.一种射频识别RFID标签定位方法，包括：

使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；

记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数；

计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和；以及

通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序；

计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；以及

通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

附记2.根据附记1的方法，还包括：

使用所述天线分别在所述多个指定的发射功率下读取线性排列的多个样本标签预定次数，所述多个样本标签均匀放置在所述天线的最大读取范围内；

记录每个样本标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数；

计算每个样本标签相对于所述天线的归一化读取概率；

测量每个样本标签相对于所述天线的距离；以及

记录每个样本标签相对于所述天线的归一化读取概率和该样本标签相对于所述天线的距离，以形成所述读取概率地图。

附记3.根据附记1或2的方法，其中，所述天线包括一个天线，所述对象标签从所述天线的中心开始呈射线排列。

附记4.根据附记3的方法，其中，

所述读取概率地图还记录在标签与所述天线的中心之间的连线和所述天线的垂直中心线的各种夹角下的标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系；并且

所述方法进一步包括：

通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率、以及所述射线与所述天线的垂直中心线之间的夹角查询所述读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离。

附记5.根据附记3的方法，还包括：

根据每个对象标签相对于所述天线的距离，来确定所述对象标签之间的距离。

附记6.根据附记1或2的方法，其中，所述天线包括多个天线，所述对象标签所排列成的线平行于所述多个天线组成的天线平面。

附记7.根据附记6的方法，其中，所述多个天线之间的间距被设置成使得每个天线能够读取到其相邻天线的最大读取范围的中间位置处的对象标签；

所述读取进一步包括：使用所述多个天线中的奇数天线和偶数天线分别在所述多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；以及

所述确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序进一步包括：通过对每个对象标签被每个天线成功读取的次数之和进行排序，确定各个对象标签相对于每个天线的排列顺序。

附记8.根据附记7的方法，还包括：

根据同一对象标签是否被成功读取到该对象标签的当前天线的相邻天线成功读取以及被当前天线的哪一侧相邻天线成功读取，来确定所述对象标签位于当前天线的哪一侧；以及

根据对象标签相对于每个天线的排列顺序、每个对象标签位于所述当前天线的哪一侧、以及所述多个天线的排列顺序，来确定所述对象标签的总体排列顺序。

附记9.根据附记7的方法，还包括：

根据每个对象标签相对于当前天线的距离和相对于能够成功读取该对象的相邻天线的距离，来确定该对象标签与当前天线的中心之间的连线和当前天线的垂直中心线的夹角；以及

根据每个对象标签的所述夹角和每个对象标签位于当前天线的哪一侧来确定对象标签之间的距离。

附记10.一种射频识别RFID标签定位装置，包括：

标签读取器，配置用于使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；

标签读取信息记录器，配置用于记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数，计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和，以及计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；

标签排序器，配置用于通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序；以及

标签位置确定器，配置用于通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

附记11.根据附记10的装置，其中，所述标签读取器还配置用于使用所述天线分别在所述多个指定的发射功率下读取线性排列的多个样本标签预定次数，所述多个样本标签均匀放置在所述天线的最大读取范围内；

所述标签读取信息记录器还配置用于记录每个样本标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数，以及计算每个样本标签相对于所述天线的归一化读取概率；以及

所述装置还包括：

标签距离测量器，配置用于测量每个样本标签相对于所述天线的距离；以及

读取概率地图生成器，配置用于记录每个样本标签相对于所述天线的归一化读取概率和该样本标签相对于所述天线的距离，以形成所述读取概率地图。

附记12.根据附记10或11的装置，其中，所述天线包括一个天线，所述对象标签从所述天线的中心开始呈射线排列。

附记13.根据附记12的装置，其中，

所述读取概率地图生成器还在所述读取概率地图中记录在标签与所述天线的中心之间的连线和所述天线的垂直中心线的各种夹角下的标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系；并且

所述标签位置确定器进一步配置用于：通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率、以及所述射线与所述天线的垂直中心线之间的夹角查询所述读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离。

附记14.根据附记12的装置，其中，所述标签位置确定器还配置用于：根据每个对象标签相对于所述天线的距离，来确定所述对象标签之间的距离。

附记15.根据附记10或11的装置，其中，所述天线包括多个天线，所述对象标签所排列成的线平行于所述多个天线组成的天线平面。

附记16.根据附记15的装置，其中，所述多个天线之间的间距被设置成使得每个天线能够读取到其相邻天线的最大读取范围的中间位置处的对象标签；

所述标签读取器还配置用于：使用所述多个天线中的奇数天线和偶数天线分别在所述多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；以及

所述标签位置确定器还配置用于：通过对每个对象标签被每个天线成功读取的次数之和进行排序，确定各个对象标签相对于每个天线的排列顺序。

附记17.根据附记16的装置，其中，所述标签位置确定器还配置用于：根据同一对象标签是否被成功读取到该对象标签的当前天线的相邻天线成功读取以及被当前天线的哪一侧相邻天线成功读取，来确定所述对象标签位于当前天线的哪一侧；以及

所述标签排序器进一步配置用于：根据对象标签相对于每个天线的排列顺序、每个对象标签位于所述当前天线的哪一侧、以及所述多个天线的排列顺序，来确定所述对象标签的总体排列顺序。

附记18.根据附记10的装置，还包括数据库，用于存储所述读取概率地图。

Claims (10)

1.一种RFID标签定位方法，包括：

使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；

记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数；

计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和；

通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序；

计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；以及

通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

2.根据权利要求1的方法，还包括：

使用所述天线分别在所述多个指定的发射功率下读取线性排列的多个样本标签预定次数，所述多个样本标签均匀放置在所述天线的最大读取范围内；

记录每个样本标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数；

计算每个样本标签相对于所述天线的归一化读取概率；

测量每个样本标签相对于所述天线的距离；以及

记录每个样本标签相对于所述天线的归一化读取概率和该样本标签相对于所述天线的距离，以形成所述读取概率地图。

3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述天线包括一个天线，所述对象标签从所述天线的中心开始呈射线排列。

4.根据权利要求3的方法，其中，

所述读取概率地图还记录在标签与所述天线的中心之间的连线和所述天线的垂直中心线的各种夹角下的标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系；并且

所述方法进一步包括：

通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率、以及所述射线与所述天线的垂直中心线之间的夹角查询所述读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离。

5.根据权利要求3的方法，还包括：

根据每个对象标签相对于所述天线的距离，来确定所述对象标签之间的距离。

6.根据权利要求1或2的方法，其中，所述天线包括多个天线，所述对象标签所排列成的线平行于所述多个天线组成的天线平面。

7.根据权利要求6的方法，其中，所述多个天线之间的间距被设置成使得每个天线能够读取到其相邻天线的最大读取范围的中间位置处的对象标签；

所述读取进一步包括：使用所述多个天线中的奇数天线和偶数天线分别在所述多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；以及

所述确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序进一步包括：通过对每个对象标签被每个天线成功读取的次数之和进行排序，确定各个对象标签相对于每个天线的排列顺序。

8.根据权利要求7的方法，还包括：

根据同一对象标签是否被成功读取到该对象标签的当前天线的相邻天线成功读取以及被当前天线的哪一侧相邻天线成功读取，来确定所述对象标签位于当前天线的哪一侧；以及

根据对象标签相对于每个天线的排列顺序、每个对象标签位于所述当前天线的哪一侧、以及所述多个天线的排列顺序，来确定所述对象标签的总体排列顺序。

9.根据权利要求7的方法，还包括：

根据每个对象标签相对于当前天线的距离和相对于能够成功读取该对象的相邻天线的距离，来确定该对象标签与当前天线的中心之间的连线和当前天线的垂直中心线的夹角；以及

根据每个对象标签的所述夹角和每个对象标签位于当前天线的哪一侧来确定对象标签之间的距离。

10.一种RFID标签定位装置，包括：

标签读取器，配置用于使用RFID阅读器的天线分别在多个指定的发射功率下读取线性排列的对象标签预定次数；

标签读取信息记录器，配置用于记录每个对象标签在每一个指定的发射功率下被所述天线成功读取的次数，计算每个对象标签被所述天线成功读取的次数之和，以及计算每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率；

标签排序器，配置用于通过对每个对象标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个对象标签相对于所述天线的排列顺序；以及

标签位置确定器，配置用于通过根据每个对象标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个对象标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

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