CN104102889A - 定位系统和定位方法 - Google Patents

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彭彦淳
吴彦良
林国斌
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Abstract

一种定位系统和定位方法。该定位系统，包括：一储物装置、多个射频识别标签、一天线，以及一射频识别读取器。该储物装置包括多个储物空位。这些射频识别标签分别设置于这些储物空位内。该天线设置于该储物装置。该射频识别读取器通过该天线检测这些射频识别标签。该射频识别读取器储存有这些射频识别标签和这些储物空位之间的一对应关系。当一物件放入一特定储物空位中时，该射频识别读取器察觉出该特定储物空位内的一特定射频识别标签已无法被检测，而该射频识别读取器更根据该对应关系判断该特定储物空位已被占用。

Description

定位系统和定位方法
技术领域
本发明涉及一种定位系统，特别是涉及关于应用射频识别(RadioFrequency Identification，RFID)技术的定位系统。
背景技术
目前射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)系统应用在物品定位上所采用的方法包括：(1)空间路径标示法；(2)三角定位法；以及(3)区域定位法等等。前述方法皆须在前置操作中把相关位置建立好，再使用一演算法计算射频识别标签的回传信号强度。据此结果交叉分析，以推估一待测物件的位置信息。然而，前述方法的缺点是误差值高，且待测物件的定位精确度不足。这是传统使用射频识别系统进行物件盘点时所遭遇的瓶颈。若想知道更多关于所盘点物件的相对位置，则所花费成本将会远高于建置此射频识别系统的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种定位系统，包括：一储物装置，包括多个储物空位；多个射频识别标签，分别设置于这些储物空位内；一天线，设置于该储物装置；以及一射频识别读取器，耦接至该天线，并通过该天线检测这些射频识别标签，其中该射频识别读取器储存有这些射频识别标签和这些储物空位之间的一对应关系；其中，当一第一物件放入一第一储物空位中时，该射频识别读取器察觉出该第一储物空位内的一第一射频识别标签已无法被检测，而该射频识别读取器更根据该对应关系判断该第一储物空位已被占用。
另外，本发明提供一种定位方法，包括下列步骤：提供包括多个储物空位的一储物装置，其中多个射频识别标签分别设置于这些储物空位内；藉由一射频识别读取器和至少一天线，检测这些射频识别标签；藉由该射频识别读取器和该天线，察觉出一第一储物空位内的一第一射频识别标签已无法被检测；以及根据该射频识别读取器的一检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的一对应关系，判断该第一储物空位已被占用。
附图说明
图1是显示根据本发明一实施例所述的定位系统的示意图；
图2是显示根据本发明一实施例所述的定位系统的示意图；
图3是显示根据本发明一实施例所述的定位系统的示意图；
图4是显示根据本发明一实施例所述的定位系统的示意图；
图5是显示根据本发明一实施例所述的定位系统的示意图；
图6是显示根据本发明一实施例所述的定位系统的示意图；
图7是显示根据本发明一实施例所述的定位系统的示意图；以及
图8是显示根据本发明一实施例所述的定位方法的流程图。
附图符号说明
100、200、300、400、500、600、700～定位系统；
110～储物装置；
120-1、120-2、120-3、120-4～储物空位；
130-1、130-2、130-3、130-4～射频识别标签；
140、640-1、640-2、740-1、740-2、740-3、740-4～天线；
150～射频识别读取器；
161、162～物件；
220-1、220-2、220-3、220-4～遮蔽元件；
371～导体材料或电磁波吸收材料；
581、582～物件射频识别标签。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并结合附图详细说明如下。
图1是显示根据本发明一实施例所述的定位系统100的示意图。如图1所示，定位系统100包括：一储物装置110、多个射频识别标签(RFID Tag)130-1、130-2、130-3、130-4、至少一天线140，以及一射频识别读取器(RFIDReader)150。储物装置110包括多个储物空位120-1、120-2、120-3、120-4。图1的储物装置式样仅为一举例，例如可以是储藏柜或货架等装置，储物装置110的种类、形状、尺寸、材料，以及色彩均非为本发明的限制条件。这些射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4分别设置于这些储物空位120-1、120-2、120-3、120-4内。必须了解的是，虽然图1中仅显示四个射频识别标签设置于四个储物空位中，但本发明的定位系统可包括更少或更多个储物空位和射频识别标签。大致来说，这些射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4用于标示这些储物空位120-1、120-2、120-3、120-4，使得射频识别读取器150或其耦接的一处理器(未显示)可根据这些射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4来辨认出这些储物空位120-1、120-2、120-3、120-4。在较佳实施例中，储物装置110可以用金属制成，而这些射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4可以是抗金属射频识别标签(Anti-Metal RFID Tag)。
天线140设置于储物装置110，天线140的辐射区域可涵盖储物装置110。天线140的种类并非为本发明的限制条件。例如，天线140可为一单极天线(Monopole Antenna)、一偶极天线(Dipole Antenna)、一回圈天线(LoopAntenna)、一补钉天线(Patch Antenna)、一平面倒F形天线(Planar Inverted FAntenna，PIFA)，或是一晶片天线(Chip Antenna)...等等。在一些实施例中，天线140涵盖一超高频(Ultra High Frequency，UHF)频带，其约介于860MHz至960MHz之间。在其他实施例中，可依系统所需及天线的辐射区域调整，定位系统100还可包括二个、三个、四个，或是更多个天线140。射频识别读取器150耦接至天线140，并通过天线140来检测这些射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4。在一些实施例中，射频识别读取器150或其耦接的一储存装置(未显示)可预先储存有这些射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4和这些储物空位120-1、120-2、120-3、120-4之间的一对应关系。例如，该对应关系可以是关于射频识别标签130-1设置于储物空位120-1内、射频识别标签130-2设置于储物空位120-2内，以及射频识别标签130-3设置于储物空位120-3内...等等的信息内容。
在较佳实施例中，定位系统100可以下列方式对任一物件进行定位。举例来说，当一物件161放入储物装置110的一储物空位120-3中时，射频识别读取器150即察觉出储物空位120-3内的一射频识别标签130-3已无法被检测。这是因为射频识别标签130-3可能已被物件161所遮蔽。在一些实施例中，物件161可为一导体(例如：具有一金属外壳的一伺服器)，而当物件161放入一储物空位120-3时，可藉由物件161覆盖住一射频识别标签130-3，使得射频识别标签130-3无法被检测。此时，射频识别读取器150或其耦接的一处理器(未显示)将根据此检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的该对应关系，判断储物空位120-3已被占用。在其他实施例中，物件161亦可放入储物装置110的其他任一储物空位中，而定位系统100将以相似方式执行定位程序。在一些实施例中，定位系统100还包括一输出装置(未显示)，例如：一液晶显示器、一计算机显示器、一手机屏幕，或是一打印机。该输出装置可用于输出及显示射频识别读取器150或该处理器的一判断结果。管理定位系统100的一操作人员即可读取该判断结果，并据此管理储物装置110中的这些储物空位120-1、120-2、120-3、120-4。在一些实施例中，定位系统100还包括相关的一管理装置(未显示)，用于取得该判断结果及执行一管理程序。
在本发明中，定位系统先设置多个射频识别标签于一储物装置的多个储物空位中，再根据被遮蔽的一射频识别标签(或是无法读取到的一射频识别标签)来判断一待测物件位于哪一个储物空位中。此判断结果可作为一操作人员或其他相关设备用于管理该储物装置的这些储物空位的依据，因而降低该储物装置于管理上的人工成本。由于该定位系统藉由比较被遮蔽的该射频识别标签与这些储物空位来达成该待测物件的定位，其定位精确度将可达到十公分以内。另外，本发明的定位系统仅需简单的电路结构即可实施。相较于现有技术，本发明具有低成本、低复杂度，以及低误差率的优点，适合应用于各种物流管理系统以及物品盘点系统。
图2是显示根据本发明一实施例所述的定位系统200的示意图。图2和图1相似。在本实施例中，物件161为一非导体。为避免非导体物件161对于射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4的遮蔽效果不佳，储物装置110还包括多个遮蔽元件220-1、220-2、220-3、220-4。这些遮蔽元件220-1、220-2、220-3、220-4的种类、形状，以及尺寸均非为本发明的限制条件。在一些实施例中，这些遮蔽元件220-1、220-2、220-3、220-4可用金属制成。在一些实施例中，这些遮蔽元件220-1、220-2、220-3、220-4为多个活动式金属遮盖，用以选择性地遮蔽住这些射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4。举例来说，当一物件161放入一储物空位120-3时，藉由遮蔽元件220-3来遮蔽住一射频识别标签130-3，使得射频识别读取器150能察觉出射频识别标签130-3已无法被检测，以准确地定位物件161。图2的定位系统200的其余特征均与图1的定位系统100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图3是显示根据本发明一实施例所述的定位系统300的示意图。图3和图1相似。在本实施例中，物件161为一非导体。为避免非导体物件161对于射频识别标签130-1、130-2、130-3、130-4的遮蔽效果不佳，一导体材料或电磁波吸收材料371覆盖于物件161的一表面(例如：下表面)。在一些实施例中，导体材料或电磁波吸收材料371可以是一金属片、一铝箔纸、一导磁性材料，或是一碳纤维材料。举例来说，当物件161放入储物空位120-3时，藉由导体材料或电磁波吸收材料371覆盖住射频识别标签130-3，使得射频识别读取器150能判断储物空位120-3已被占用，以准确地定位物件161。图3的定位系统300的其余特征均与图1的定位系统100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图4是显示根据本发明一实施例所述的定位系统400的示意图。图4和图1相似。在本实施例中，定位系统400还可同时定位多个物件。举例来说，除了原有物件161以外，当另一物件162放入另一储物空位120-1中时，射频识别读取器150即察觉出储物空位120-1内的一射频识别标签130-1亦已经无法被检测。此时，射频识别读取器150或其耦接的一处理器(未显示)将根据此检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的该对应关系，判断储物空位120-1已被占用。在其他实施例中，定位系统400还可根据相似操作方式来定位出储物装置110中的三个、四个、五个，或更多物件所占用的储物空位。图4的定位系统400的其余特征均与图1的定位系统100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图5是显示根据本发明一实施例所述的定位系统500的示意图。图5和图1相似。在本实施例中，一物件射频识别标签581贴附于一物件161上，而另一物件射频识别标签系582贴附于另一物件162上。射频识别读取器150可通过天线140检测物件射频识别标签581以辨认物件161，并可通过天线140检测物件射频识别标签582以辨认物件162。在本实施例中，具有不同物件射频识别标签的一个或多个物件可分别放入储物装置110中，而射频识别读取器150或其耦接的一处理器(未显示)可根据这些物件射频识别标签以及多个储物空位中无法被检测的一个或多个射频识别标签来判断这些物件的位置。举例来说，当一物件161放入一储物空位120-3中时，射频识别读取器150即察觉出储物空位120-3内的一射频识别标签130-3已无法被检测，并察觉有额外的一物件射频识别标签581进入其检测范围。此时，射频识别读取器150或其耦接的该处理器将根据此检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的一对应关系，判断储物空位120-3已被具有物件射频识别标签581的物件161所占用。基于上述运作方式，定位系统500可以逐一检测出放入这些储物空位中的所有这些物件。图5的定位系统500的其余特征均与图1的定位系统100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图6是显示根据本发明一实施例所述的定位系统600的示意图。图6和图1相似。在本实施例中，定位系统600包括至少二条柱状天线640-1、640-2，其皆耦接至射频识别读取器150。这些天线640-1、640-2可分别设置于储物装置110的不同侧面。藉由通过这些天线640-1、640-2，射频识别读取器150还可无死角地检测储物装置110中所有射频识别标签。图6的定位系统600的其余特征均与图1的定位系统100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图7是显示根据本发明一实施例所述的定位系统700的示意图。图7和图1相似。在本实施例中，定位系统700包括多个补钉天线(Patch Antenna)740-1、740-2、740-3、740-4，其皆耦接至射频识别读取器150。这些补钉天线740-1、740-2、740-3、740-4可分别设置于多个储物空位120-1、120-2、120-3、120-4中。由于补钉天线的天线场型较窄，在定位系统700中，每一储物空位皆设置有一天线，以增加检测的准确度。在其他实施例中，根据这些储物空位的数量，还可以设置更少或更多个补钉天线于储物装置100中。图7的定位系统700的其余特征均与图1的定位系统100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图8是显示根据本发明一实施例所述的定位方法的流程图。首先开始，在步骤S810，提供包括多个储物空位的一储物装置，其中多个射频识别标签分别设置于这些储物空位内。在步骤S820，藉由一射频识别读取器和至少一天线，检测这些射频识别标签。在步骤S830，藉由该射频识别读取器和该天线，察觉出一第一储物空位内的一第一射频识别标签已无法被检测。最后，在步骤S840，根据该射频识别读取器的检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的一对应关系，判断该第一储物空位已被占用。步骤S840的判断程序可藉由该射频识别读取器或其耦接的一处理器来执行。
在一些实施例中，一第一物件射频识别标签贴附于一第一物件上，而该定位方法还包括：藉由该射频识别读取器及该天线，检测该第一物件射频识别标签，以辨认该第一物件。在一些实施例中，该定位方法还包括：藉由该射频识别读取器，察觉出该第二储物空位内的一第二射频识别标签已无法被检测；以及根据该射频识别读取器的该检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的该对应关系，判断该第二储物空位已被占用。在一些实施例中，一第二物件射频识别标签贴附于一第二物件上，而该定位方法还包括：藉由该射频识别读取器及该天线，检测该第二物件射频识别标签，以辨认该第二物件。值得注意的是，图1-7的所有实施例的细部特征均可套用至图8所示的定位方法中。
本发明的方法，或特定型态或其部份，可以以程序码的型态存在。程序码可以包含于实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如计算机可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式的计算机程序产品，其中，当程序码被机器，如计算机载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序码也可以通过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序码被机器，如计算机接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
在本说明书以及权利要求中的序数，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。
本发明虽以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (19)

1.一种定位系统，包括：
一储物装置，包括多个储物空位；
多个射频识别标签，分别设置于这些储物空位内；
一天线，设置于该储物装置；以及
一射频识别读取器，耦接至该天线，并通过该天线检测这些射频识别标签，其中该射频识别读取器储存有这些射频识别标签和这些储物空位之间的一对应关系；
其中，当一第一物件放入一第一储物空位中时，该射频识别读取器察觉出该第一储物空位内的一第一射频识别标签已无法被检测，而该射频识别读取器更根据该对应关系判断该第一储物空位已被占用。
2.如权利要求1所述的定位系统，其中该储物装置是以金属制成。
3.如权利要求2所述的定位系统，其中这些射频识别标签为多个抗金属射频识别标签。
4.如权利要求1所述的定位系统，其中该第一物件为一导体，其中当该第一物件放入该第一储物空位时，藉由该第一物件覆盖该第一射频识别标签。
5.如权利要求1所述的定位系统，其中该第一物件为一非导体，而该储物装置还包括多个遮蔽元件，其中当该第一物件放入该第一储物空位时，藉由一第一遮蔽元件遮蔽该第一射频识别标签。
6.如权利要求1所述的定位系统，其中该第一物件为一非导体，具有一导体材料或一电磁波吸收材料覆盖于该第一物件的一表面，其中当该第一物件放入该第一储物空位时，藉由该导体材料或该电磁波吸收材料覆盖该第一射频识别标签。
7.如权利要求1所述的定位系统，其中该天线涵盖一超高频频带，介于860MHz至960MHz之间。
8.如权利要求1所述的定位系统，其中一第一物件射频识别标签贴附于该第一物件上，而该射频识别读取器通过该天线检测该第一物件射频识别标签，以辨认该第一物件。
9.如权利要求1所述的定位系统，其中当一第二物件放入一第二储物空位中时，该射频识别读取器察觉出该第二储物空位内的一第二射频识别标签已无法被检测，而该射频识别读取器更根据该对应关系判断该第二储物空位已被占用。
10.如权利要求9所述的定位系统，其中一第二物件射频识别标签贴附于该第二物件上，而该射频识别读取器通过该天线检测该第二物件射频识别标签，以辨认该第二物件。
11.一种定位方法，包括下列步骤：
提供包括多个储物空位的一储物装置，其中多个射频识别标签分别设置于这些储物空位内；
藉由一射频识别读取器和至少一天线，检测这些射频识别标签；
藉由该射频识别读取器和该天线，察觉出一第一储物空位内的一第一射频识别标签已无法被检测；以及
根据该射频识别读取器的一检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的一对应关系，判断该第一储物空位已被占用。
12.如权利要求11所述的定位方法，其中该储物装置是以金属制成。
13.如权利要求12所述的定位方法，其中这些射频识别标签为多个抗金属射频识别标签。
14.如权利要求11所述的定位方法，其中一第一物件为一导体，而当该第一物件放入该第一储物空位时，该第一物件覆盖该第一射频识别标签。
15.如权利要求11所述的定位方法，其中一第一物件为一非导体，且具有一导体材料或一电磁波吸收材料覆盖于该第一物件的一表面，而当该第一物件放入该第一储物空位时，该导体材料或该电磁波吸收材料覆盖该第一射频识别标签。
16.如权利要求11所述的定位方法，其中一第一物件为一非导体，该储物装置还包括多个遮蔽元件，而当该第一物件放入该第一储物空位时，一第一遮蔽元件遮蔽该第一射频识别标签。
17.如权利要求11所述的定位方法，其中一第一物件射频识别标签贴附于一第一物件上，而该定位方法还包括：
藉由该射频识别读取器及该天线，检测该第一物件射频识别标签，以辨认该第一物件。
18.如权利要求11所述的定位方法，还包括：
藉由该射频识别读取器，察觉出该第二储物空位内的一第二射频识别标签已无法被检测；以及
根据该射频识别读取器的该检测结果以及这些射频识别标签和这些储物空位之间的该对应关系，判断该第二储物空位已被占用。
19.如权利要求18所述的定位方法，其中一第二物件射频识别标签贴附于一第二物件上，而该定位方法还包括：
藉由该射频识别读取器及该天线，检测该第二物件射频识别标签，以辨认该第二物件。
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