CN105205424A - 利用上下文可视化的电磁识别（emid）标签定位部件 - Google Patents

利用上下文可视化的电磁识别（emid）标签定位部件 Download PDF

Info

Publication number
CN105205424A
CN105205424A CN201510245477.0A CN201510245477A CN105205424A CN 105205424 A CN105205424 A CN 105205424A CN 201510245477 A CN201510245477 A CN 201510245477A CN 105205424 A CN105205424 A CN 105205424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
emid
label
reader
radiation
processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510245477.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105205424B (zh
Inventor
A·库玛
W·李
A·阿亚伽里
K·Y·尤恩
S·S·舍蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN105205424A publication Critical patent/CN105205424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105205424B publication Critical patent/CN105205424B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10366—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10019—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers.
    • G06K7/10079—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the spatial domain, e.g. temporary shields for blindfolding the interrogator in specific directions
    • G06K7/10089—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the spatial domain, e.g. temporary shields for blindfolding the interrogator in specific directions the interrogation device using at least one directional antenna or directional interrogation field to resolve the collision
    • G06K7/10099—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the spatial domain, e.g. temporary shields for blindfolding the interrogator in specific directions the interrogation device using at least one directional antenna or directional interrogation field to resolve the collision the directional field being used for pinpointing the location of the record carrier, e.g. for finding or locating an RFID tag amongst a plurality of RFID tags, each RFID tag being associated with an object, e.g. for physically locating the RFID tagged object in a warehouse
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10366—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications
    • G06K7/10376—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being adapted for being moveable
    • G06K7/10386—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being adapted for being moveable the interrogation device being of the portable or hand-handheld type, e.g. incorporated in ubiquitous hand-held devices such as PDA or mobile phone, or in the form of a portable dedicated RFID reader

Abstract

本发明涉及利用上下文可视化的电磁识别(EMID)标签定位部件。在一个或更多个实施例中，所公开的方法包括发送具有第一信号强度和/或第一视场(FOV)的第一发送信号(一个或更多个)，由此建立第一辐射区域。所述方法进一步包括接收从EMID标签(一个或更多个)辐射的第一接收信号(一个或更多个)。而且，所述方法包含发送具有第二信号强度和/或第二视场(FOV)的第二发送信号(一个或更多个)，由此建立第二辐射区域。另外，所述方法包括接收从EMID标签(一个或更多个)辐射的第二接收信号。此外，所述方法包括从第一辐射区域减去第二辐射区域以确定差异区域。而且，所述方法包括通过利用第一接收信号(一个或更多个)和第二接收信号(一个或更多个)来确定EMID标签中的哪些位于差异区域内。进一步，所述方法包括确定EMID标签(一个或更多个)位于差异区域内的位置。

Description

利用上下文可视化的电磁识别（EMID）标签定位部件
技术领域
本发明涉及电磁识别(EMID)标签。更具体地，本发明涉及利用上下文可视化的EMID标签定位部件。
背景技术
当前，部件通常人工定位在飞行器上(如，通过人物理地从部件本身直接读取识别号)。这个过程是冗长乏味的且非常耗时。没有能够精确确定部件在飞行器上的位置的自动方式，这种自动方式将有助于提高生产效率。
应当注意，基于全球定位系统(GPS)的定位系统不适合在室内环境(如机舱里)下进行物体的精确定位。正在开发的许多室内应用的定位系统依赖于Wi-Fi设施和无源射频识别(RFID)技术。大多数传统方法采用射频(RF)参数的三角测量，如接收信号强度指示符(RSSI)、到达时间差(TDOA)和到达角(AOA)。在飞行器上，重量限制的约束和小于良性的RF传播条件使这些传统方法不适合定位部件。
因此，需要一种改进的方法来定位飞行器上的部件。
发明内容
本公开涉及利用上下文可视化的电磁识别(EMID)标签定位部件的方法、系统和设备。在一个或更多个实施例中，用于利用EMID标签在交通工具上定位部件的方法包括：利用EMID读取器上的至少一个发送天线发送具有第一信号强度和/或第一视场(FOV)的至少一个第一发送信号，由此建立第一辐射区域。所述方法进一步包括：利用EMID读取器上的至少一个接收天线接收从至少一个EMID标签辐射的至少一个第一接收信号。而且，所述方法包括：利用EMID读取器上的至少一个发送天线发送具有第二信号强度和/或第二视场(FOV)的至少一个第二发送信号，由此建立第二辐射区域。另外，所述方法包括：利用EMID读取器上的至少一个接收天线接收从至少一个EMID标签辐射的至少一个第二接收信号。此外，所述方法包括通过至少一个处理器，从第一辐射区域减去第二辐射区域，以确定差异区域。而且，所述方法包括通过至少一个处理器，利用至少一个第一接收信号和至少一个第二接收信号确定EMID标签中的哪些位于差异区域内。另外，所述方法包括通过至少一个处理器来确定EMID标签位于差异区域内的位置。
在一个或更多个实施例中，所述方法还包括：利用EMID读取器上的至少一个发送天线重复发送具有不同信号强度和/或不同FOV的连续发送信号；以及利用EMID读取器上的至少一个接收天线重复接收从至少一个EMID标签辐射的连续接收信号。
在至少一个实施例中，交通工具是航空交通工具、陆地交通工具或水上交通工具。在一些实施例中，EMID读取器是移动装置或固定装置。在一个或更多个实施例中，EMID读取器是手持型装置或安装在三脚架上的装置。
在一个或更多个实施例中，第一信号强度和第二信号强度相同或不同。在至少一个实施例中，第一FOV和第二FOV相同或不同。在一些实施例中，至少一个发送天线是万向天线或相控阵列。
在至少一个实施例中，所述方法进一步包括通过EMID读取器的陀螺仪确定EMID读取器的方向。在一些实施例中，所述方法进一步包括通过至少一个处理器，参考预置位置、使用已知位置中的EMID标签、使用Wi-Fi源和/或使用发光二极管(LED)源，确定EMID读取器的位置。
在一个或更多个实施例中，至少一个EMID标签是射频识别(RFID)标签、超高频识别(UHFID)标签和/或Wi-Fi识别(Wi-FiID)标签。在至少一个实施例中，至少一个EMID标签是有源标签或无源标签。
在至少一个实施例中，所述方法进一步包括通过至少一个处理器将EMID标签的位置包括到交通工具的映射图中。在一些实施例中，所述方法进一步包括通过至少一个处理器包括包含在交通工具的映射图中的EMID标签的元数据。在一个或更多个实施例中，元数据包括部件号、序列号、生产日期、安装日期和/或是测试数据。
在一个或更多个实施例中，用于在交通工具上利用EMID标签定位部件的系统包括EMID读取器上的至少一个发送天线，其用于发送具有第一信号强度和/或第一视场(FOV)的至少一个第一发送信号，由此建立第一辐射区域；以及发送具有第二信号强度和/或第二视场(FOV)的至少一个第二发送信号，由此建立第二辐射区域。所述系统还包括EMID读取器上的至少一个接收天线，其用于接收从至少一个EMID标签辐射的至少一个第一接收信号；以及接收从至少一个EMID标签辐射的至少一个第二接收信号。此外，所述系统包括至少一个处理器，其用于从第一辐射区域减去第二辐射区域，以确定差异区域，通过使用至少一个第一接收信号和至少一个第二接收信号来确定EMID标签中的哪些位于差异区域中，以及确定EMID标签位于差异区域中的位置。
在至少一个实施例中，所述系统进一步包括EMID读取器的陀螺仪，其用于确定EMID读取器的方向。在一些实施例中，至少一个处理器进一步通过参考预置位置、使用已知位置中的EMID标签、使用Wi-Fi源和/或使用发光二极管(LED)源，确定EMID读取器的位置。在一个或更多个实施例中，至少一个处理器进一步将EMID标签的位置包括在交通工具的映射图中。在至少一个实施例中，至少一个处理器进一步包括包含在交通工具的映射图中的EMID标签的元数据。
上述特征、功能、优点能够在本发明的各种实施例中独立实现，或可以在其他实施例中组合。
附图说明
关于下面具体实施方式、所述权利要求、附图说明，本公开的这些和其他的特征、方面、优点将会被更好地理解，其中：
图1-7示出根据本公开的至少一个实施例的用于在交通工具上利用EMID标签定位部件的所公开的方法。
图1是根据本公开的至少一个实施例的原理图，其在描述飞行器坐标系统的图表中示出电磁识别(EMID)读取器和三个EMID标签。
图2-4描述根据本公开的至少一个实施例的用于在交通工具上利用EMID标签定位部件的所公开的方法，所述方法利用EMID标签的相对角度位置。
图2是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器示意图，其中EMID读取器辐射具有第一信号强度和第一视场(FOV)的第一发送信号，由此建立第一辐射区域。
图3是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器的示意图，其中EMID读取器辐射具有图2的第一发送信号的第一信号强度和第二FOV的第二发送信号，由此建立第二辐射区域。
图4是根据本公开的至少一个实施例示出从图2的第一辐射区域减去图3的第二辐射区域得到的差异区域的示意图。
图5-7是根据本公开的至少一个实施例的用于在交通工具上利用EMID标签定位部件的所公开的方法，其中所述方法利用EMID标签的相对距离位置。
图5是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器的示意图，其中EMID读取器辐射具有第一信号强度和第一视场(FOV)的第一发送信号，由此建立第一辐射区域。
图6是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器示意图，其中EMID读取器辐射具有第二信号强度和图5的第一发送信号的第一FOV的第二发送信号，由此建立第二辐射区域。
图7是根据本公开的至少一个实施例示出从图5的第一辐射区域减去图6的第二辐射区域得到的差异区域的示意图。
图8是根据本公开的至少一个实施例的公开的方法的流程图，其中所述方法在交通工具上利用EMID标签定位部件，其中所述方法利用EMID标签的相对角度位置和相对距离位置。
图9是根据本公开的至少一个实施例的固定在三脚架上的EMID读取器的示意图，所述读取器从安装在交通工具上的机架中的电子设备读出EMID标签。
图10是根据本公开的至少一个实施例示出通过沿着x轴线和y轴线万向架固定EMID读取器获得的EMID标签周围的辐射图案的示意图。
图11是根据本公开的至少一个实施例的包括EMID标签的位置的飞行器的映射图。
具体实施方式
本文公开的方法和设备提供一种有效的系统，其利用上下文可视化的电磁识别(EMID)标签定位部件。所公开的系统提供一种用于通过利用三维平面中的EMID读取器，在飞行器上定位固定到部件的EMID标签的方法。EMID读取器估计EMID读取器和EMID读取器的视场FOV内的飞行器部件(一个或更多个)之间的相对辐射距离和角度位置，所述距离和角度位置由方向天线的发送功率和立体角确定。
所述方法通过比较三维连续FOV内的部件(一个或更多个)，精确地确定飞行器部件的位置。然后，基于EMID读取器的初始参考位置计算飞行器部件的精确位置，所述初始位置由该位置处的可用设施确定。这个二维/三维可视化接着将被覆盖到表示类似于静物照相机拍摄的全景照片/视频的环境的全景视图中，以提供部件的上下方视图的细节。出现在图像中的部件将包含元数据(如部件号和序列号)，其类似于由照相机捕获的图像内的物体或人物加标签的过程。
在许多飞行器部件固定有EMID标签的情况下，这种所公开的方法将改善生产过程，在于不仅收集与部件相关的信息作为“已交付”配置的部分，还精确确定能够由质量保证(QA)团队验证的部件的位置。
在下面的描述中，阐述许多细节以便提供更全面的系统说明。然而，对于本领域的技术人员来说明显的是，所公开的系统在没有这些特定细节的情况下可以实现。在其他实例中，众所周知的特征没有详细描述，以免不必要的模糊本发明的系统。
本发明的实施例在本文可以依照功能和/或逻辑块组件及多种处理步骤描述。应当理解，此类块组件可以由经配置以执行具体功能的任意数目的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本发明的实施例可以采用各种集成电路组件，如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，它们可以在一个或更多个微处理器或其他处理器的控制下实现各种功能。另外，本领域的技术人员将认识到本发明的实施例可以结合本文描述的系统实现，并且本文描述的系统仅是本发明的一个示例实施例。
为了简洁，与信号处理相关的常规技术和组件以及系统的其他功能方面(和系统的各个操作组件)在本文不详细描述。此外，本文所包含的各种图表中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应当注意，许多替代的或附加的功能关系或物理连接可以存在于本发明的实施例中。
图1-7示出根据本公开的至少一个实施例的用于在交通工具上利用EMID标签120a-c定位部件的所公开的方法。
图1是根据本公开的至少一个实施例示出在描述飞行器坐标系统的图形中示出电磁识别(EMID)读取器110和三个EMID标签120a-c的示意图100。在该图中，示出飞行器坐标系统表。飞行器坐标系统包括安置(station，STA)轴线、纵剖线(buttline，BL)轴线和水平线(waterline，WL)轴线。
每一个EMID标签120a-c都固定到交通工具(如飞行器)上的单独的物体(如一件装备或单元)。EMID标签A120a位于坐标(B1，S1，W1)；EMID标签B120b位于坐标(B2，S2，W2)；EMID标签C120c位于坐标(B3，S3，W3)。EMID读取器110位于坐标(Br，Sr，Wr)。
在一个或更多个实施例中，在运行期间，EMID读取器110朝向EMID标签120a-c发送至少一个第一发送信号130。作为响应，EMID标签120a-c将至少一个第二发送信号(如响应信号)140发送回到EMID读取器110。
图2-4的方法将确定EMID标签120a-c相对于EMID读取器110的孔角(boreangle)的位置。图5-7的方法将通过使用EMID标签120a-c到EMID读取器110的相对距离，确定EMID标签120a-c的位置。通过结合图2-4的方法和图5-7的方法，EMID标签120a-c中的每个相对于EMID读取器110的角度位置和距离的更精确的位置能够被确定。
相对角度位置
图2-4示出根据本公开的至少一个实施的用于在交通工具上利用EMID标签120a-c定位部件的所公开的方法，所述方法利用EMID标签120a-c的相对角度位置。
图2是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器110的示意图，其中所述读取器辐射具有第一信号强度和第一视场(FOV)的第一发送信号，由此建立第一辐射区域200。
在二维平面里，在给定的时间t＝0处，EMID读取器110显示有初始孔轴线θi和以孔轴线为中心的EMID视场(FOV)角β。这种定位将允许EMID读取器110生成EMIDFOV区域Гi(如第一辐射区域)200。
图3是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器110的示意图，其中所述读取器辐射具有图2的第一发送信号的第一信号强度和第二FOV的第二发送信号，由此建立第二辐射区域300。
将EMIDFOV区域Гi中读出的所有EMID标签120a-c标记成集合{Si}。
在时间t＝1时，EMID读取器110万向架固定为Δθi，其中Δθi＜β将产生新的孔轴线θi+1，这将允许EMID读取器110生成新的EMIDFOV区域Гi+1(如第二辐射区域)300。应当注意，通过扫描光线(如，通过利用相控阵列)可以可替代地实现这个新的EMIDFOV区域，同时保证EMID读取器110在相同的参考点和位置。
图4是根据本发明的至少一个实施例示出从图2的第一辐射区域200减去图3的第二辐射区域300得到的差异区域400。
将EMIDFOV区域Гi+1中读出的所有EMID标签120a-c标记成集合{Si+1}。
EMID读取区域ΔГi中产生的变化能够通过确定Гi+1和Гi之间的差异(如差异区域)400来计算。
对于{Si}中而不是{Si+1}和{SΔi}({SΔi}＝差异({Si}，{Si+1}))中的EMID标签集合，将具有{SΔi}中的一组EMID标签，其必须驻留在读取区域ΔГi中。
因此，如果旋转Δθ覆盖总的期望区域，则能够确定对应于EMIDFOV区域ΔГi中的变化的EMID标签的哪个集合被读取，这是EMID读取器110孔角Δθi的变化函数。
上述概念能够总结为：
令函数fa(θi)作为相对于EMID读取器110孔角θi的EMIDFOV区域。
fa(θi)＝Гi
令函数ra(θi)作为相对于EMID读取器孔角θi的EMID标签集合。
ra(θi)＝{Si}
通过旋转EMID读取器Δθi，将获得新的EMIDFOV区域和新的EMID标签集合读取：
fa(θi+1)＝Γi+1
ra(θi+1)＝{Si+1}
并且取EMIDFOV区域和EMID标签集合的差：
fa(θΔi)＝Гi+1-Гi+1＝ΔГi＝{θΔΓi-最小，θΔГi-最大}
ra(θΔi)＝差异({Si}，{Si+1})＝{SΔi}
由于ΔГi＜＜Гi，集合{SΔi}中的EMID标签具有关于它们各自角度位置的更精确的信息。
以相同的方式将该概念从二维(2D)平面应用到三维(3D)平面，以使Δθ是x-y平面中的变化，ΔФ是y-z平面中的变化：
fa(θΔi，ФΔi)＝Гi+1-Гi＝ΔГi＝{θΔГi-最小，θΔГi-最大，ФΔГi-最小，ФΔГi-最大}
ra(θΔi，ФΔi)＝差异({Si}，{Si+1})＝{SΔi}
这得到在该EMIDFOV中读取的EMID标签集合的相应位置：
{θΔГi-最小，θΔГi-最大，ФΔΓi-最小，ФΔГi-最大}＝{SΔi}
根据上述概念，EMID瞄准角(boresightangle)能够用作参考点，以可能比利用RF参数(诸如，剩余信号强度指示符(RSSI)、到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角(AOA))定位部件的传统方法更高的分辨率来画出并显示出每个EMID标签之间的相对角度距离。
相对距离位置
图5-7示出根据本公开的至少一个实施例的用于在交通工具上利用EMID标签120a-c定位部件的所公开的方法，所述方法利用EMID标签120a-c的相对距离位置。
图5是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器110的示意图，其中所述读取器辐射具有第一信号强度和第一视场(FOV)的第一发送信号，由此建立第一辐射区域500。
在给定时间t＝0处，具有初始RF功率Pi的EMID读取器110生成具有最大读取距离di的EMIDFOV区域Гi(如第一辐射区域)500。
图6是根据本公开的至少一个实施例的EMID读取器110的示意图，其中所述读取器辐射具有第二信号强度和图5的第一发送信号的第一FOV的第二发送信号，由此建立第二辐射区域600。
将EMIDFOV区域Гi中读出的所有EMID标签标记为集合{Si}。
在时间t＝1处，如果将EMID读取器110的功率减少ΔPi，EMID读取器110将生成新的EMIDFOV区域Гi+1(如第二辐射区域)600，使得最大读取范围di+1比di小。
图7是根据本公开的至少一个实施例示出从图5的第一辐射区域500减去图6的第二辐射区域600得到的差异区域700的示意图。
将EMIDFOV区域Гi+1中读出的所有EMID标签标记为集合{Si+1}。
EMID读取区域ΔГi(如差异区域)700中产生的变化能够通过Гi+1和Гi之间的差异来计算。
对于在{Si}中而不是在{Si+1}和{SΔi}({SΔi}＝差异({Si}，{Si+1}))中的EMID标签集合，将得到{SΔi}中的一组EMID标签，其必须驻留在读取区域ΔГi中。因此，我们知道{SΔi}中的所有EMID标签相对于EMID读取器110的最大距离(dΔi-最大)和最小距离(dΔi-最小)。
因此，如果我们从最大功率设置到最小功率设置执行EMID标签读取，则我们能够确定读取的EMID标签的每个集合对应于EMIDFOV区域ΔГi相对于EMID读取器110的功率设置的变化。
上述概念可以总结如下：
令函数fd(Pi)作为相对于EMID读取器110功率水平Pi的EMIDFOV区域。
fd(Pi)＝Γi
令函数rd(Pi)作为相对于EMID读取器110功率水平Pi读取的EMID标签集合。
rd(Pi)＝{Si}
通过将EMID读取器110功率水平减少ΔPi，将得到新的EMIDFOV区域和读取新的EMID标签集合：
fd(Pi+1)＝Гi+1
rd(Pi+1)＝{Si+1}
并且，取EMIDFOV区域和EMID标签集合的差：
fd(PΔi)＝Гi+1-Гi+1＝ΔΓi＝{dΔi-最大，dΔi-最小}
rd(PΔi)＝差异({Si}，{Si+1})＝{SΔi}
这将得到在该EMIDFOV中读取的EMID标签集合的相应距离位置：
{dΔi-最大，dΔi-最小}＝{SΔi}
我们能够确定{SΔi}中EMID标签集合的相对距离，并且功率设置的较高分辨率将得到更好的ΔГi集合，这将获得较高分辨率的距离位置数据。
相对角度位置和相对距离位置
通过结合上述相对角度位置(参考图2-4)方法和相对距离位置(参考图5-7)方法，我们能够确定每个EMID标签120a-c关于EMID读取器110位于的较高分辨率的三维映射。
下面是示例性伪代码，其可以用来结合相对角度位置方法和相对距离位置方法建立每个EMID标签120a-c关于EMID读取器110位于的三维映射。
伪代码如下：
对于θ总中的每个θΔi
对于Ф总中的每个ФΔi
对于P总中的每一个PΔ
计算fa(θΔi，ФΔi)＝Гi+1-Γi+1＝ΔΓi＝{θΔГi-最小，θΔГi-最大，ФΔГi-最小，ФΔГi-最大}
计算ra(θΔi，ФΔi)＝{Si}\{Si+1}＝{SΔi}ra
计算fd(PΔi)＝Гi+1-Γi＝ΔГi＝{dΔi-最大，dΔi-最小}
计算rd(PΔi)＝差异({Si}，{Si+1})＝{SΔi}
映射
[{θΔГi-最小，θΔГi-最大，ФΔГi-最小，ФΔГi-最大}，{dΔi-最大，dΔi-最小}]＝{{SΔi}ra∩{SΔi}rd}
基于利用确定的EMID标签的位置扫描的EMID标签，能够构建相对于彼此读取的EMID标签的2D映射(如，基于多个EMID读取器110扫描和扫描/读取的EMID标签120a-c生成立体视图)。在包括EMID读取器的指定方向的定向性信息时，能够构建扫描/读取的EMID标签120a-c的3D映射。
该EMID标签位置信息然后直接映射到飞行器的线框图(如剖面图)上，以呈现飞行器部件的位置的2D/3D可视化，其中EMID读取器在飞行器上提供参考位置。EMID读取器110参考位置能够由当前飞行器设施(例如，由可见光通信(VLC)技术启动的Wi-Fi源或发光二极管(LED)源)确定。作为自动化数据收集过程的一部分采集的元数据也能够被注释到2D/3D可视化中，以向观察者提供与每个具体部件相关的细节。2D/3D可视化能够使用，例如，HTML5提供的架构构建成交互式3D图像可视化工具。
当外物碎片(FOD)位于飞行器上未经允许的位置处时，这种2D/3D可视化的附加好处是具有检测飞行器上的外物碎片(FOD)的能力。
图8是根据本公开的至少一个实施例用于在交通工具上利用EMID标签定位部件的公开方法800的流程图，其中所述方法利用EMID标签的相对角度位置和相对距离位置。方法800在810开始，EMID读取器上的至少一个发送天线发送具有第一信号强度和/或第一视场FOV的至少一个第一信号，由此建立第一辐射区域820。然后，EMID读取器上的至少一个接收天线接收从至少一个EMID标签830辐射的至少一个第一接收信号。EMID读取器上的至少一个发送天线发送具有第二信号强度和/或第二FOV的至少一个第二发送信号，由此建立第二辐射图案840。然后，EMID读取器上的至少一个接收天线接收从至少一个EMID标签辐射的至少一个第二接收信号850。
然后，至少一个处理器从第一辐射图案减去第二辐射图案，以确定差异区域860。至少一个处理器通过利用至少一个第一接收信号和至少一个第二接收信号，确定EMID标签中的哪些位于差异区域内870。然后，至少一个处理器确定位于差异区域中的EMID标签的位置880。然后，方法800在890处结束。
应当注意，在一个或更多个实施例中，交通工具是航空交通工具(如飞行器、航天飞行器、卫星)、陆地交通工具(如汽车、卡车、火车或坦克)或是水上交通工具(大船或小船)。在至少一个实施例中，EMID读取器是移动装置或是固定装置。在一些实施例中，EMID读取器是手持装置或安装的装置(如安装在三脚架上)。在一个或更多个实施例中，EMID读取器上的发送天线是万向天线或相控阵列。在至少一个实施例中，EMID读取器上的接收天线是万向天线或相控阵列。在一个或更多个实施例中，EMID标签是射频识别(RFID)标签、超高频识别(UHFID)标签和/或Wi-Fi识别(Wi-FiID)标签。在一些实施例中，EMID标签是有源标签、无源标签或蓄电池辅助的无源标签。
而且，应当注意，在一个或更多个实施例中，方法800进一步包括EMID读取器上的至少一个发送天线重复发送具有不同信号强度和/或不同FOV的连续发送信号；以及EMID读取器上的至少一个接收天线重复接收从至少一个EMID标签辐射的连续接收信号。在至少一个实施例中，方法800进一步包括EMID读取器的回转仪(如陀螺仪)以确定EMID读取器的方向。在一些实施例中，方法800进一步包括EMID读取器的至少一个处理器通过参考预置位置、使用已知位置中的EMID标签、使用Wi-Fi源(如使用Wi-Fi信号的三角测量和/或测距)和/或使用发光二极管(LED)源(如使用来自LED源的信号的三角测量和/或测距)确定EMID读取器的位置。
图9是根据本公开的至少一个实施例安装在三脚架920上的EMID读取器910的示意图900，该读取器从安装在交通工具的机架950中的电子设备940读出EMID标签930。在该图中，EMID读取器910显示为，正读取固定到安装在交通工具中的电子机架950中的电子设备(如线路可更换单元(LRU))940的EMID标签930。EMID读取器910将沿着x轴线和y轴线万向架固定以确定飞行器内的电子设备940的2D位置。另外，EMID读取器910的发送功率将在z轴线上变化以确定飞行器内的电子设备940的3D映射。
图10是根据本公开的至少一个实施例示出通过沿着x轴线和y轴线万向架固定EMID读取器获得的EMID标签1010周围的辐射图案1020、1030。在该图中，示出单个EMID标签1010。并且，示出通过沿着y轴线万向架固定EMID读取器得到的辐射图案1020。示出通过沿着x轴线万向架固定EMID读取器得到的辐射图案1030。
图11是根据本公开的至少一个实施例示出包括EMID标签1120的位置的飞行器1110的映射图。在该图中，示出固定到安装在飞行器1110内的物体(如部件)的EMID标签1120的位置的交互3D映射。当用户将指针悬停在飞行器1110映射图上的具体物体上时，与该具体物体相关的信息(如元数据)显示给用户。与物体相关的信息可以包括，但不限于，物体的部件号、物体的序列号、物体的生产日期、物体的安装日期和物体的测试数据。
虽然已经显示和描述了具体实施例，但应当理解上述讨论不旨在限制这些实施例的范围。虽然本发明的许多方面的实施例和变体在此已经被公开和描述，但是提供这种公开仅是为了解释和说明的目的。因此，在没有脱离权利要求的范围的情况下，可以做各种改变及修改。
在上述方法指示以特定顺序发生的某些事物的情况下，普通技术人员从本公开获得的益处是，会意识到顺序可以修改且这种修改是根据本发明的变体。另外，在可能的时候，方法的部件可以以并行过程同时执行，以及顺序执行。此外，可以执行方法的更多的部分或更少的部分。
因此，实施例旨在示例可以落入权利要求的范围的替代、修改、等价物。
虽然本文已经公开某些说明性的实施例和方法，但很明显，根据前述的公开，对本领域的技术人员明显的是，在没有脱离所公开的技术的真实精神和范围的情况下，能够对这种实施例和方法进行变化及修改。存在所公开的技术中的许多其他示例，每一个都仅在细节问题上不同于其他。因此，所公开的技术旨在应当仅限制于在由附加权利要求和可适用法律的规则和原则所要求的程度。

Claims (12)

1.一种用于在交通工具上利用电磁识别标签即EMID标签定位部件的方法，所述方法包括：
利用EMID读取器上的至少一个发送天线发送至少一个第一发送信号，由此建立第一辐射区域，其中所述至少一个第一发送信号具有第一信号强度或第一视场即第一FOV中的至少一个；
利用所述EMID读取器上的至少一个接收天线接收从所述EMID标签中的至少一个辐射的至少一个第一接收信号；
利用所述EMID读取器上的所述至少一个发送天线发送至少一个第二发送信号，由此建立第二辐射区域，其中所述至少一个第二发送信号具有第二信号强度或第二视场即第二FOV中的至少一个；
利用所述EMID读取器上的所述至少一个接收天线接收从所述EMID标签中的至少一个辐射的至少一个第二接收信号；
通过至少一个处理器，从所述第一辐射区域减去所述第二个辐射区域以确定差异区域；
通过所述至少一个处理器，利用所述至少一个第一接收信号和所述至少一个第二接收信号来确定所述EMID标签中的哪些位于所述差异区域中；以及
通过所述至少一个处理器，确定所述EMID标签位于所述差异区域中的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：
利用所述EMID读取器上的所述至少一个发送天线重复发送连续发送信号，所述连续发送信号具有不同信号强度或不同FOV中的至少一个；以及
利用所述EMID读取器上的所述至少一个接收天线重复接收从所述EMID标签的至少一个辐射的连续接收信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个发送天线是万向天线或相控阵列中的一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括由所述至少一个处理器，通过参考预置位置、使用已知位置中的EMID标签、使用Wi-Fi源或使用发光二极管源即LED源中的至少一种，确定所述EMID读取器的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述EMID标签的至少一个是射频识别标签即RFID标签、超高频识别标签即UHFID标签或Wi-Fi识别标签即Wi-FiID标签中的一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括，通过所述至少一个处理器，将所述EMID标签的所述位置包括在交通工具的映射图中。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述方法还包括，
通过所述至少一个处理器，包括包含在所述交通工具的所述映射图中的所述EMID标签的元数据，所述元数据包括部件号、序列号、生产日期、安装日期，或测试数据中的至少一种。
8.一种用于在交通工具上利用电磁识别标签即EMID标签定位部件的系统，其包括：
EMID读取器上的至少一个发送天线，其用于发送具有第一信号强度或第一视场即第一FOV中的至少一个的至少一个第一发送信号，由此建立第一辐射区域，并且，发送具有第二信号强度或第二视场即第二FOV中的至少一个的至少一个第二发送信号，由此建立第二辐射区域；
所述EMID读取器上的至少一个接收天线，其用于接收从所述EMID标签的至少一个辐射的至少一个第一接收信号，并且，接收从所述EMID标签的至少一个辐射的至少一个第二接收信号；
至少一个处理器，其用于从所述第一辐射区域减去所述第二辐射区域以确定差异区域，从而通过利用所述至少一个第一接收信号和所述至少一个第二接收信号，确定所述EMID标签中的哪些位于所述差异区域中，并且确定所述EMID标签位于所述差异区域中的位置。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述系统还包括EMID读取器的陀螺仪，其用于确定所述EMID读取器的方向。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个处理器进一步通过参考预置位置、使用已知位置中的EMID标签、使用Wi-Fi源或使用发光二极管源即LED源中的至少一种，确定所述EMID读取器的位置。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个处理器进一步将所述EMID标签的所述位置包括在所述交通工具的映射图中。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述至少一个处理器进一步包括包含在所述交通工具的映射图中的所述EMID标签的元数据。
CN201510245477.0A 2014-06-12 2015-05-14 利用上下文可视化的电磁识别（emid）标签定位部件 Active CN105205424B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/303,440 US9576167B2 (en) 2014-06-12 2014-06-12 Locating parts with electromagnetic identification (EMID) tags for contextual visualization
US14/303,440 2014-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105205424A true CN105205424A (zh) 2015-12-30
CN105205424B CN105205424B (zh) 2019-12-13

Family

ID=53397839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510245477.0A Active CN105205424B (zh) 2014-06-12 2015-05-14 利用上下文可视化的电磁识别（emid）标签定位部件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9576167B2 (zh)
EP (1) EP2955541B1 (zh)
JP (1) JP6616961B2 (zh)
CN (1) CN105205424B (zh)
CA (1) CA2885842C (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107635212A (zh) * 2016-07-19 2018-01-26 西克股份公司 用于与至少一个rfid应答器进行通信的rfid装置和方法
CN107798362A (zh) * 2016-08-29 2018-03-13 波音公司 利用通信标签的局部定位
CN111695366A (zh) * 2019-03-14 2020-09-22 北京京东尚科信息技术有限公司 一种用于结算通道的电子标签读取方法和装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018067765A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 Tyco Fire & Security Gmbh Systems and methods for locating tags
US10976408B2 (en) * 2018-12-28 2021-04-13 Zebra Technologies Corporation Methods and system for enhanced RFID direction finding

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101142825A (zh) * 2005-02-10 2008-03-12 数据逻辑移动公司 Rfid标签筛选
US20080100450A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-01 Arun Ayyagari Methods and systems for automated safety device inspection using radio frequency identification
CN101359357A (zh) * 2007-07-30 2009-02-04 日电（中国）有限公司 标签识别系统、标签读取装置和标签顺序确定方法
US20100148985A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Lang Lin Association Based Locationing for RFID
CN102338866A (zh) * 2011-06-02 2012-02-01 西安理工大学 基于虚拟标签算法的无线射频室内定位方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004038583A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 配線経路管理システムと、そのシステムで使用される配線経路探索装置およびｉｄ書き込み装置
US7212120B2 (en) * 2003-11-18 2007-05-01 Caterpillar Inc Work site tracking system and method
JP2006118998A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Fujitsu Support & Service Kk Ｉｃタグリーダ位置特定装置およびｉｃタグリーダ位置特定方法
JP5163550B2 (ja) * 2009-03-11 2013-03-13 オムロン株式会社 非接触ｉｃ媒体通信装置、および非接触ｉｃ媒体存在方向判別方法
JP2011228898A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Sharp Corp Ｉｃタグリーダー、ｉｃタグリーダーを備える端末装置、ｉｃタグからの応答信号のグルーピング方法
JP4822194B1 (ja) * 2010-07-26 2011-11-24 株式会社Ｃｓｋ 移動方向特定システム、及び移動方向特定プログラム
JP2011102792A (ja) * 2010-09-28 2011-05-26 Seiko Epson Corp 測位装置及び測位方法
CN102435990B (zh) * 2010-09-29 2014-05-14 富士通株式会社 射频识别标签定位方法和装置
US20130120119A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-16 Symbol Technologies, Inc. Adapting radio frequency identification reqader power levels
US8994501B2 (en) * 2011-12-19 2015-03-31 Symbol Technologies, Inc. Method and apparatus for reading radio frequency identification tags with lowest power consumption
US9013275B2 (en) * 2012-04-20 2015-04-21 Hand Held Products, Inc. Portable encoded information reading terminal configured to adjust transmit power level

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101142825A (zh) * 2005-02-10 2008-03-12 数据逻辑移动公司 Rfid标签筛选
US20080100450A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-01 Arun Ayyagari Methods and systems for automated safety device inspection using radio frequency identification
CN101359357A (zh) * 2007-07-30 2009-02-04 日电（中国）有限公司 标签识别系统、标签读取装置和标签顺序确定方法
US20100148985A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Lang Lin Association Based Locationing for RFID
CN102338866A (zh) * 2011-06-02 2012-02-01 西安理工大学 基于虚拟标签算法的无线射频室内定位方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107635212A (zh) * 2016-07-19 2018-01-26 西克股份公司 用于与至少一个rfid应答器进行通信的rfid装置和方法
CN107635212B (zh) * 2016-07-19 2020-05-12 西克股份公司 用于与至少一个rfid应答器进行通信的rfid装置和方法
CN107798362A (zh) * 2016-08-29 2018-03-13 波音公司 利用通信标签的局部定位
CN111695366A (zh) * 2019-03-14 2020-09-22 北京京东尚科信息技术有限公司 一种用于结算通道的电子标签读取方法和装置
CN111695366B (zh) * 2019-03-14 2024-03-01 北京京东乾石科技有限公司 一种用于结算通道的电子标签读取方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150363616A1 (en) 2015-12-17
CA2885842A1 (en) 2015-12-12
JP2016014652A (ja) 2016-01-28
CN105205424B (zh) 2019-12-13
CA2885842C (en) 2017-10-17
JP6616961B2 (ja) 2019-12-04
EP2955541B1 (en) 2018-10-10
EP2955541A1 (en) 2015-12-16
US9576167B2 (en) 2017-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105205424A (zh) 利用上下文可视化的电磁识别（emid）标签定位部件
EP2798571B1 (en) Portable data tag reader device, system and method for identifying a location of a data tag
CN107179524B (zh) 消防设备定位方法、装置、系统及计算机可读存储介质
CN110297211A (zh) 一种定位方法及电子设备
CN108028020A (zh) 用于选择并在车辆间传输传感器数据的方法和设备
CN103913162A (zh) 增强的移动平台定位
JP2010197050A (ja) 位置推定システム
KR20190032791A (ko) 실시간 위치 측위 시스템 및 이를 이용한 콘텐츠 제공 서비스 시스템
JP2019512671A (ja) ユーザ情報を提示するための装置および対応する方法
Zhu et al. VLC positioning using cameras with unknown tilting angles
JP4661346B2 (ja) レーダ装置
CN108957402A (zh) 读取装置、传感器装置及传感系统
EP3203266A1 (en) Stereo range with lidar correction
KR101283749B1 (ko) Ａｐ의 위치정보를 이용한 측위 장치
JP6701153B2 (ja) 移動体の位置計測システム
CN109690340A (zh) 一无线电信号接收方向的确定方法
JP2014122805A (ja) 非破壊探査装置および探査支援装置
JP2007010629A (ja) 二次監視レーダ応答信号受信装置及び二次監視レーダ応答信号受信方法
KR102039105B1 (ko) 위치정보를 판단하는 스마트 공간정보시스템
Zhang et al. Visual-inertial fusion based positioning systems
Kim et al. A 3-axis orthogonal antenna for indoor localization
WO2022004603A1 (ja) センシング地図システム及び測位方法
JP7173434B2 (ja) 地上基準点装置およびｓａｒ測地システム
TWI547707B (zh) Positioning navigation system
JP2002029500A (ja) 軌道上作業機の誘導システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant