CN107851241B - 用于在设施中定位物品的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于确定物体在设施内的位置的系统(100)和方法(400)。该方法包括：由信标执行照射包括设施内的物体的多个兴趣区(“ZOI”)的操作；由手持式读取器执行读取耦合到物体的RFK)标签的操作；在手持式读取器正在读取RFID标签时，由信标接收器执行获得从第一信标发送的第一位置标识符的操作；使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收所述位置标识符在时间上接近地被读取的RFID标签的大致位置；以及可选地生成示出RFID标签的位置的三维地图。值得注意的是，信标接收器是手持式接收器的附件或者由手持式设备的操作者穿戴的独立设备。

Description

用于在设施中定位物品的系统和方法
技术领域
本文一般而言涉及基于无线的系统。更具体而言，本文涉及使用各种技术(例如，射频标识符(“RFID”)技术、光学技术、Wi-Fi技术、蓝牙技术、接近传感器技术、陀螺仪技术、加速度计技术和/或磁力计技术)定位设施内的标签的系统和方法。
背景技术
RFID技术常规地用于识别和追踪产品、装备甚至是人。例如，RFID系统通常用于电子物品监控(“EAS”)以及用于监测商品和装备并且记录关于目标物品的信息的物流和库存系统。RFID系统通常包括RFID读取器和RFID设备(诸如标签或商标)。RFID读取器可以将射频(“RF”)载波信号发送到RFID设备。RFID设备可以用利用存储在RFID设备上的信息来编码的数据响应信号(或认证回复信号)来响应RF载波信号(或询问器信号)。RFID设备可以存储诸如与物品或货物相关联的唯一标识符或电子产品代码(“EPC”)之类的信息。
RFID技术允许零售商快速和/或连续地识别产品、盘点产品和追踪产品位置。因此，RFID技术提供显著优于物理性库存盘点处理的好处。通过充分利用RFID技术来提高库存准确性，零售商能够更好地执行补货、服务于客户请求、管理产品召回或者依赖于库存数据的任何其它活动。在这种库存可见性水平的情况下，零售商还必须承担能够方便且快速地定位具体产品的附加负担，使得他们可以服务于上面列出的用例。目前市场上有助于确定产品位置的产品要么太昂贵，要么不够准确以至于无法满足这种需求。
室内接近性系统在本领域中是众所周知的。一种常规的室内接近性系统被称为
Figure BDA0001565898230000021
Figure BDA0001565898230000022
采用蓝牙通信技术连接到移动通信设备(例如，蜂窝电话)。在建立这种连接后，
Figure BDA0001565898230000023
从每个移动通信设备(“MCD”)请求并接收第一信息。该第一信息包括蜂窝用户同意提供给
Figure BDA0001565898230000024
的信息。
Figure BDA0001565898230000025
还可以将第二信息推送到MCD。蓝牙通信技术基于2.45GHz传输，并且其数据速率从1Mbit到24Mbit。
发明内容
本公开涉及实现用于确定物体在设施内的位置的系统和方法。该方法包括：由多个信标执行分别照射设施内的包括待清点或定位的物体的多个兴趣区(“ZOI”)的操作；由手持式读取器执行读取耦合到位于多个ZOI中的至少一个内的物体的多个RFID标签的操作；在手持式读取器正在读取多个RFID标签时，由信标接收器执行获得从多个信标中的第一信标发送的第一位置标识符的操作；使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收位置标识符在时间上接近地被读取的多个RFID标签的大致位置；以及可选地生成示出RFID标签的位置的三维地图。值得注意的是，信标接收器是手持式接收器的附件或者是由手持式设备的操作者穿戴的独立设备。在两种情况下，信标接收器经由无线通信(例如，蓝牙通信或Wi-Fi链路)将第一位置标识符传送到手持式读取器或外部处理单元。
在一些场景中，该方法还包括：检测手持式读取器何时在多个ZOI中的ZOI内、靠近物体或靠近障碍物；以及将手持式读取器的模式从其中手持式读取器以高功率执行标签读取的缺省模式自动过渡到其中手持式读取器在以高功率进行标签读取和以低功率进行标签读取之间切换的定位模式。手持式读取器的功率水平可以基于正在被读取的RFID标签的密度来调节。附加地或可替代地，基于由位于信标接收器内部的惯性传感器生成的传感器数据，信标接收器的检测器与信标的发射器对准。
在那些或其它场景中，该方法还包括：检测被操作者携带通过设施的手持式读取器的触发器的按压；以及响应于触发器的按压，由手持式读取器执行操作，以使信标接收器与多个信标中的至少第一信标通信。
手持式读取器还可以在读取多个RFID标签时执行读取定位器标签的操作。在这种情况下，定位器标签的已知位置被分配给多个RFID标签中的每一个。
在其它场景中，两个或更多个ZOI重叠，这导致交叉读取发生。因而，在手持式读取器读取多个RFID标签时，信标接收器将获得从多个信标中的第二信标发送的第二位置标识符。然后针对第一和第二位置标识符中的每一个以及多个RFID标签中的每一个计算位置置信度值。位置置信度值被用于推导多个RFID标签的大致位置。
附图说明
将参考以下附图描述实施例，其中在所有图中相似的数字表示相似的项，并且其中：
图1是对理解本发明有用的示例性系统的示意图。
图2是手持式读取器的示例性架构的框图。
图3是服务器的示例性架构的框图。
图4A-4B(在本文统称为“图4”)提供了用于确定RFID标签在设施内的位置的示例性方法的流程图。
具体实施方式
容易理解，本文总体上描述的和附图所例示的实施例的构件可以按照各种各样的不同配置来布置和设计。因而，如图所示，下面对各种实施例的更详细的描述并非旨在限定本公开的范围，而只是各种实施例的代表。虽然在附图中给出了实施例的各个方面，但是附图并不必然按比例绘制，除非特别指出。
在不背离本发明的精神或实质特征的情况下，本发明可以以其它特定的形式来实现。所描述的实施例在所有方面都应当仅被看作说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，而非由该具体实施方式指示。属于权利要求的等同含义和范围之内的所有变化都应当涵盖在其范围之内。
本说明书通篇对特征、优点或类似语言的引用并非意味着可以用本发明实现的所有特征和优点都包括于或应当包括于本发明的任意单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言应当被理解为意味着：结合实施例所描述的特定特征、优点或特性均包括于本发明的至少一个实施例中。因而，本说明书通篇关于特征和优点的讨论以及类似的语言可以但并不一定指的是同一实施例。
而且，本发明的所描述的特征、优点和特性可以以任何合适的形式结合于一个或多个实施例中。根据本文的描述，本领域技术人员应当意识到，可以在没有特定的实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实施本发明。在其它情况下，在某些实施例中可以存在可能没有出现于本发明的所有实施例中的附加特征和优点。
本说明书通篇对“一种实施例”、“实施例”或类似的语言的引用意味着，结合所指示的实施例描述的特定特征、结构或特性包括于本发明的至少一个实施例中。因而，在整个本说明书中，短语“在一种实施例中”、“在实施例中”以及类似的语言可以但并不一定全都指的是同一实施例。
如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数引用，除非上下文另有明确指示。除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语的含义与本领域技术人员通常所理解的含义相同。如同本文所使用的，术语“包括”意指“包含，但不限于”。
本公开涉及使用一种或多种不同类型的技术(例如，射频标识符(“RFID”)技术、红外技术、接近传感器技术、陀螺仪技术、加速度计技术和/或磁力计技术)来定位设施内的物体或物品(例如，标签)的系统和方法。在一些场景中，信标被有策略地放置在设施内的某些位置(例如，在墙壁、天花板、货架或其它展示装备上)。信标提供了确定物体或物品(例如，RFID标签)在设施内的位置的手段。该技术方案使得能够使用装备有附加附件(例如，信标接收器)的现有RFID读取器来定位物体或物品。该技术方案保留了库存时间和准确性，无需附加的人员培训并且仅需最少的基础设施。
例如，(由移动RFID读取器读取的)固定标签被认为位于设施内。但是，这一知识不能为某些应用提供固定标签的足够准确的定位。因此，执行附加的操作来增加固定标签的定位的准确性。因此，一旦获得了固定标签的这些相对不准确的位置，就可以使用附加信息来更准确地确定固定标签在设施内的位置。而且，执行操作来在手持式读取器正在被用于读取固定标签时确定手持式读取器的准确位置。在这方面，用户可以经由手持式读取器的GUI来执行用户-软件交互，用于指示(她)他在设施内的位置。之后，生成三维地图并将其呈现给用户，以在三维空间中示出手持式读取器的位置和/或固定标签相对于手持式读取器的位置。
这一位置信息对于许多目的是有用的。例如，可以使用位置信息来在库存处理期间微调物品的位置。对于仓库、零售商、医院和需要追踪物品的其它应用，了解物品在设施内的准确位置将是巨大的功能。
本公开的基本构思可以在小型零售商店的背景下容易地理解。让我们假设在零售商店的墙壁周围的已知位置处放置八个固定信标。可替代地或附加地，固定标签(例如，定位器标签)被放置在零售商店周围。在信标场景中，每个信标发送唯一标识符并且具有已知的定向发射模式。信标接收器读取固定信标的标识符，同时还读取耦合到物品的标签。信标接收器可以由人穿戴或由人携带作为手持式读取器的附件。由信标接收器读取的标签被认为位于固定信标中的其唯一标识符已经被手持式读取器(或手持式读取器的附件)接收到的固定信标的ZOI中，并且如果由信标接收器读取的标签存在于固定标签附近，则它们被认为在时间上接近地被读取。
信标接收器的朝向也可以基于由信标接收器内部的传感器(例如，陀螺仪、加速度计和/或磁力计)生成的传感器数据来确定。然后可以使用该朝向将信标接收器的光学检测器与信标的光学发射器对准。
值得注意的是，由手持式读取器读取的RFID标签越多，获得的用于确定手持式读取器距离固定信标和/或标签有多远的信息越多。手持式读取器可以改变其RFID读取功率并且使用平均技术来改进其位置确定。一旦RFID标签的位置已经被确定，就可以更新三维地图以显示该位置。
示例性系统
现在参考图1，提供了可用于理解本发明的示例性系统100的示意图。本文关于零售商店环境来描述本发明。本发明在这方面不受限制，并且可以在其它环境中使用。例如，本发明可以用于配送中心、工厂和其它商业环境。值得注意的是，本发明可以用于需要定位和/或追踪物体和/或物品的任何环境。
系统100一般地被配置为使用各种类型的通信和传感器技术来允许对设施内的物体和/或物品的改进的定位。如图1中所示，系统100包括零售商店设施(“RSF”)128，其中部署有展示装备104、106。提供展示装备以用于向零售商店的顾客展示物体1101-110N、1161-116N。展示装备可以包括但不限于RSF 128的货架、物品展示柜、促销显示器、固定装置和/或装备固定区域。RSF还可以包括应急装备(未示出)、结账柜台和EAS系统(未示出)。应急装备、结账柜台和EAS系统在本领域中是众所周知的，因此本文将不再描述。
信标1061，...，106M位于RSF 128内的关键位置。在一些场景中，信标被部署在展示装备1021，...，102M上，如图1中所示。附加地或可替代地，信标被部署在应急装备、结账柜台、墙壁、天花板和/或EAS系统装备(例如，附近的基架和RSF的入口/出口)上。信标在本领域是众所周知的，因此在本文不再描述。而且，应当理解的是，信标一般被配置为促进对RSF128内的物体的位置的周期性或连续的确定。
信标1061，...，106M依赖于高度定向的信号(诸如光学信号)来照射明确限定的区域(例如，货架)。因而，信标可以包括但不限于红外信标、超声信标和RF信标。RF信标可以采用802.11协议、802.15.4协议或蓝牙技术。
信标1061，...，106M被定位成使得射束朝着物品被存储的位置(例如，货架)发射。例如，信标可以安装在高处向下发射，以限制操作者的身体屏蔽并避免阻挡障碍物。在一些场景中，信标将不垂直发射，而是有一定的角度。信标的覆盖范围是信标接收器能够在其中接收和解码信标信号的领域。该领域被称为“兴趣区”或“ZOI”。ZOI的位置是已知的。每个ZOI通过从相应信标发送的位置标识符(“ID”)来识别。信标可以被布置成使得它们的ZOI重叠或不重叠。重叠ZOI提供了补偿来自操作者身体或障碍物的阴影的手段。
每个ZOI包含待清点和定位的物品。ZOI的尺寸取决于定位准确性。在一些示例性情况下，ZOI小于一(1)米半径。RSF 128有多个ZOI。单个ZOI可以涵盖单个货架、架子或桌子。本发明不限于这一示例的细节。
通过将RFID标签读取与从信标接收的位置ID相关联，可以确定物体1101，...，110N、1161，...，116N在RSF 128内的位置。在这方面，应当理解的是，指明信标在三维空间中的已知位置的信息被存储在数据存储126中。可以使用服务器124将该信息存储在数据存储126中。服务器124将在下面关于图2更详细地描述。
信标1061，...，106M被设计为便宜、轻、小、自主、易于安装、持久耐用且能量高效。在这方面，信标可以包括能量采集电路。能量采集电路可以包括但不限于太阳能电池阵列、可再充电电池、超级电容器和/或电压转换器。
提供信标接收器150以用于与信标1061，...，106M通信。在这方面，信标接收器150被设计为分别在与ZOI放置在一起时从信标接收信标信号。信标接收器150可以作为手持式读取器120的附件提供，或者可替代地由手持式读取器120的操作者穿戴以优化接收并避免操作者的身体阻塞信标信号。操作者的肩膀、头部或手臂是从信标1061，...，106M接收高度定向的信号的相对好的位置。
信标接收器150可以使用指向不同方向的宽的(broad)和/或多个传感器来最大化接收并且补偿操作者的移动和运动。信标接收器150可以使用惯性传感器(例如，陀螺仪、加速度计和/或磁力计)的融合来识别信标接收器的空间方位，并且由此识别惯性传感器的方向。在一些场景中，仅使用从强调的(pointing up)传感器接收的位置ID。在这种情况下，使用惯性传感器来确定哪个传感器是强调的并且由此确定监听哪个传感器。
值得注意的是，附加于或替代于信标1061，...，106M，可以采用定位器标签1081，...，108M。每个定位器标签具有与其相关联的唯一ID。当手持式读取器120读取定位器标签时，它获得唯一ID。指明定位器标签的已知位置的信息被存储在数据库126中。因而，与定位器标签在时间上接近地被读取的RFID标签1121，...，112N可以被分配到近似相同的位置(例如，特定的货架、桌子或其它展示装备件)。
如上面所指出的，手持式读取器120一般地被配置为读取RFID标签1121，...，112N、1181，...，118N和定位器标签1081，...，108M。RFID标签1121-112N、1181-118N分别耦合到物体1101-110N、1161-116N。本文将RFID和定位器标签描述为包括仅启用RFID的单技术标签。本发明在这方面不受限制。RFID和定位器标签可以替代地或附加地包括具有EAS和RFID两种能力的双技术标签。
在一些场景中，手持式读取器120以静态配置操作。操作者在读取标签以清点标签之前设置功率和其它RFID参数。以在清点处理开始时设置的配置来执行对标签的整个清点。
在其它场景中，手持式读取器120以动态配置操作。手持式读取器120基于其是否存在于ZOI内而动态地适配其参数。当手持式读取器120不在ZOI内时，手持式读取器120以缺省模式操作，即，使用最大功率并且仅读取一次RFID标签，以便以及时的方式确保清点准确性。当手持式读取器120处于ZOI内时，手持式读取器120以定位模式操作，即，在以高功率读取和以低功率读取之间切换。用于读取RFID标签的功率与标签位置置信度因子成反比。即，用于读取RFID标签的功率越低，标签位置置信度越高。高功率读取确保清点准确性，而低功率读取允许定位准确性。在定位模式下，可以多次读取RFID标签，以允许相关逻辑将RFID标签从一个位置重新分配到另一个位置。可以取决于正在被读取的RFID标签密度来对功率进行动态调节。由于必须维持清点准确性，因此在密集标签数量的情况下可以降低定位模式下应用的功率，反之亦然。
在系统100的操作期间，通过将ZOI分配给每个RFID标签来执行RFID标签定位。当RFID标签正在被手持式读取器120读取时，通过从信标接收的位置ID来标识ZOI。由于信标方位是已知的并且与唯一位置ID相关联，因此RFID标签的物理位置被推导并定位为在该信标的ZOI内。
值得注意的是，当信标接收器处于ZOI中时，位置ID不会被不断地接收。因而，手持式读取器的模式维持一段时间(“锁存时间”)，并且在每次接收到位置ID时被更新。锁存时间不超过几秒，因为操作者可能在几秒之内从一个ZOI物理移动到另一个ZOI。对于接收到的每个位置ID，限定其中发生的标签读取与该位置相关联的时间窗口。
在一些场景中，两个或更多个ZOI重叠或者RFID标签可以从相邻的ZOI读取，这导致交叉读取发生。交叉读取是从第一个ZOI到第二个ZOI的标签读取。交叉读取导致位置冲突并且可能降低定位准确性。为了解决位置冲突，针对每个位置ID并且针对涉及的每个标签计算位置置信度。基于读取次数、平均接收信号强度指示(“RSSI”)、最大RSSI和标签读取时手持式读取器的功率水平来计算位置置信度。根据位置置信度值最高的位置ID来推导标签位置。如果基于位置置信度没有明确的赢家，则可以声明RFID标签在多个位置之间。
在其它场景中，采用简单的逻辑来确定标签位置。例如，手持式读取器记录以接收到的每个位置ID的时间戳为中心的时间窗口。然后，对于每个RFID标签，使用具有最高RSSI的读取的时间戳来检索相关联的位置ID(如果其包括在所记录的时间窗中的话)。根据位置ID推导出位置。
在一些场景中，一个或多个定位器标签1081，...，108M被放置在每个信标的ZOI内，以通过提供附加的位置数据来改进定位准确性。例如，定位器标签放置在桌子或货架的每一侧上。可替代地或附加地，定位器标签被放置在多货架展示装备的每个货架上。定位器标签可以包括但不限于安装在墙壁、天花板、地面或装备上的位置已知的RFID标签。定位器标签被取向为易于读取。
如果RFID标签1121，...，112N的被确定的位置被认为具有高置信度，则其可以被用作定位器标签。在这种场景中，定位器标签读取调节了时间上接近地被读取的每个RFID标签的位置置信度。与定位器标签相同的时间附近的标签读取有较高的可能性与定位器标签处于相同ZOI中。定位器标签读取还用于在ZOI内提供大致方位，从而减小位置粒度。定位器标签读取还有助于估计周围RFID标签的高度，从而实现三维映射。
当定位器标签和标签都已经以相对较低的功率(短程)被读取时，执行相对于定位器标签的标签定位。由于使用低功率降低了清点的准确性和/或减慢了处理，因此应当只有在必要时才执行。手持式读取器120将在大多数时间以缺省模式操作(即，使用相对高的功率读取)，并且仅在靠近物体时以定位模式操作(即，使用相对低的功率读取)。当沿着相对高的RSSI读取定位器标签时，定位模式被触发。定位模式维持一段时间。当读取器触发事件再次发生时，该时间段被更新。对于定位器标签的低功率读取也是更新定位模式时段的事件。
定位模式也可以通过检测物品或障碍物的接近性来触发。在这种情况下，手持式读取器配备有接近传感器152(例如，声学传感器或红外传感器)。接近传感器152检测从手持式读取器到正在被读取的RFID标签的距离。可以应用距离阈值来触发定位模式。该距离可以用于调节手持式读取器的读取功率。该距离可以用于计算更精确的标签位置。
通过将在时间上邻近定位器标签读取的标签读取考虑为近似在相同位置来实现标签定位。所使用的读取功率越低，标签位置置信度越高。位置置信度是基于读取的次数、平均RSSI、最大RSSI和用于读取RFID标签的手持式读取器的功率水平来计算的。根据明确具有较高位置置信度值的定位器标签方位来推导RFID标签的位置。如果基于位置置信度没有明确的赢家，则可以声明RFID标签在多个位置之间。
可替代地，采用由记录以每个定位器标签读取的时间戳为中心的时间窗口组成的不同逻辑。所有那些按时间顺序对准的时间窗口创建手持式读取器的位置的时间线，因为每个时间窗口与其位置已知的标签定位器对应。
对于每个RFID标签，选择具有最高RSSI的读取并且将该读取的时间戳与时间线一起使用。如果时间戳包括在所记录的时间线的时间窗口中，则根据对应的定位器标签的位置推导该位置。
当两个时间窗口重叠时，由具有最高RSSI的读取创建的时间窗口接管重叠时间段。所应用的时间窗口宽度可以基于RSSI定位器标签读取来调节。RSSI越高，时间窗口越宽，反之亦然。因此，具有较高RSSI的标签定位器读取优先，而以较低RSSI发生的标签定位器读取的时间窗口将被减小或被过滤。
必须知道ZOI覆盖范围和定位器标签方位，以启用标签定位。这种映射可以通过进行物理测量来完成。附加地或可替代地，采用指纹技术。使用具有触摸屏的手持式读取器120，用户在触摸屏上显示的地图上指示(他)她的方位时记录接收到的位置ID。通过这样做，ZOI被映射到物理位置并且在数据库中被维护。相同的处理可以应用于定位器标签。用户在指示(他)她在地图上的位置时扫描定位器标签。扫描可以通过以下来完成：读取打印在定位器标签上的二维条形码；和/或RFID在与定位器标签非常接近的范围读取。
由信标1061，...，106M发射的场可以被成形为确保其发射信号覆盖对应的ZOI。信标可以包含允许信标接收器远程改变信标射束的宽度和范围的控制系统。信标接收器将向操作者提供指示接收到位置ID的反馈(视觉、听觉或振动)。使用该反馈和射束宽度/功率远程控制，操作者可以调节信标以将场限制到对应的ZOI。这一操作可以在安装期间执行一次。由于射束是高度定向的，因此信标150接收器将只接收来自指向其位置的信标的信号，无论其在空间中的方位如何。
更复杂的实现方式可以使用从各种位置(例如，天花板、墙壁、家具等等)以多个方向发射的多个信标。信标接收器一次接收来自多个信标的多个唯一位置ID。已知每个信标的覆盖范围，执行几何计算以推导信标接收器在空间中的方位。该方位也可以从先前通过现场调查填充的数据库中检索(信标指纹)。位置ID的组合是访问数据库的位置条目的关键。已知信标接收器在空间中的方位，如果检测到附近的物品存储，则可以应用手持式读取器120的定位模式。物品位置是在读取发生时根据手持式读取器的方位推导出的。此外，装备有指向各个方向的定向传感器的信标接收器可以推导其在空间中的大致方位(倾斜(roll)、俯仰(pitch)和偏航(yaw))和位置，因为它将从具有具体方位的具体传感器接收具体位置ID。可以使用指纹方法将这些方位和位置组合的样本存储在数据库中并且稍后对其进行检索。
现在参考图2，提供了手持式读取器200的示例性架构的详细框图。图1的手持式读取器120与手持式读取器200相同或相似。因此，对手持式读取器200的讨论对于理解手持式读取器120是足够的。
手持式读取器200可以包括比图2中所示的更多或更少的部件。但是，所示出的部件足以公开实现本发明的示例性实施例。手持式读取器200的组件中的一些或全部可以以硬件、软件和/或硬件和软件的组合来实现。硬件包括但不限于一个或多个电子电路。电子电路可以包括布置和/或编程为实现本文公开的方法的无源部件(例如，电容器和电阻器)和有源部件(例如，处理器)。
图2的硬件架构表示被配置为促进RSF(例如，图1的RSF 128)内改进的物体定位的代表性手持式读取器200的实施例。在这方面，手持式读取器200包括用于允许经由RF技术与外部设备(例如，图1的定位器标签1081，...，108M，和/或RFID标签1121，...，112N、1181，...，118N)交换数据的启用RF的设备250。图2中所示的部件204-216可以在本文中被统称为启用RF的设备250，并且包括电源212(例如，电池)。
启用RF的设备250包括用于允许经由RF技术(例如，RFID技术或其它基于RF的技术)与外部设备交换数据的天线202。外部设备可以包括图1的定位器标签1081，...，108M，和/或RFID标签1121，...，112N、1181，...，118N。在这种情况下，天线202被配置为将RF载波信号(例如，询问信号)发送到列出的外部设备，和/或发送由启用RF的设备250生成的数据响应信号(例如，认证回复信号)。在这方面，启用RF的设备250包括RF收发器208。RFID收发器在本领域中是众所周知的，因此在本文将不再描述。但是，应当理解的是，RF收发器208从发送设备接收包括信息的RF信号，并且将其转发到逻辑控制器210，以从中提取信息。
提取出的信息可以用于确定设施(例如，图1的RSF 128)内的手持式读取器200的位置。因而，逻辑控制器210可以将提取出的信息存储在存储器204中，并且使用提取出的信息来执行算法。例如，逻辑控制器210可以执行与信标读取相关的标签读取，以确定RFID标签在设施内的位置。
值得注意的是，存储器204可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器204可以包括但不限于随机存取存储器(“RAM”)、动态随机存取存储器(“DRAM”)、静态随机存取存储器(“SRAM”)、只读存储器(“ROM”)和闪存。存储器204还可以包括不安全存储器和/或安全存储器。如本文所使用的，短语“不安全存储器”是指被配置为以纯文本形式存储数据的存储器。如本文所使用的，短语“安全存储器”是指被配置为以加密形式存储数据的存储器和/或具有安全或防篡改外壳或者部署在安全或防篡改外壳中的存储器。
指令222被存储在存储器中，以供启用RF的设备250执行并且使启用RF的设备250执行本公开的方法中的任何一个或多个。指令222一般可操作以促进确定RFID标签位于设施内何处。随着讨论的进行，启用RF的设备250的其它功能将变得明显。
手持式读取器200还可以包括可选的信标接收器260。信标接收器260一般被配置为：从启用RF的设备250接收命令信号，以从信标获得唯一ID；将信号发送到信标(例如，图1的信标1061，...，106M)，请求从其发送唯一ID；并且接收从信标发送的信号；从接收到的信号中解析唯一ID；以及将唯一ID传送到启用RF的设备250。响应于操作者对触发器270的按压，可以由启用RF的设备250生成并且从启用RF的设备250发送命令信号。
手持式读取器200还可以包括可选的接近传感器262(例如，声学传感器或红外传感器)。接近传感器262检测从手持式读取器200到正在被读取的RFID标签(例如，图1的RFID标签1121，...，112N、1181，...，118N)的距离。可以应用距离阈值以触发定位模式。该距离可以用于调节手持式读取器的读取功率。该距离可以用于计算更精确的标签位置。
现在参考图3，提供了服务器300的示例性架构的详细框图。图1的服务器124与服务器300相同或基本相似。因此，对服务器300的以下讨论对于理解服务器124是足够的。
值得注意的是，服务器300可以包括比图3中所示的更多或更少的部件。但是，所示出的部件足以公开实现本发明的示例性实施例。图3的硬件架构表示被配置为便于提供三维地图的代表性服务器的一个实施例，该三维地图示出了RFID标签(例如，图1的RFID标签1121，...，112N、1181，...，118N)在RSF(例如，图1的RSF 128)内的位置。因此，图3的服务器300实现了根据本发明的实施例的提供这种标签位置的方法的至少一部分。服务器300的部件中的一些或全部可以被实现为硬件、软件和/或硬件和软件的组合。硬件包括但不限于一个或多个电子电路。电子电路可以包括但不限于无源部件(例如，电阻器和电容器)和/或有源部件(例如，放大器和/或微处理器)。无源和/或有源部件可以被适配为、布置为和/或编程为执行本文所述的方法、程序或功能中的一个或多个。
如图3中所示，服务器300包括用户接口302、中央处理单元(“CPU”)306、系统总线310、通过系统总线310连接到服务器300的其它部分并且可由服务器300的其它部分访问的存储器312、以及连接到系统总线310的硬件实体314。用户接口可以包括促进用于控制服务器300的操作的用户-软件交互的输入设备(例如，小键盘350)和输出设备(例如，扬声器352、显示器354和/或发光二极管356)。
硬件实体314中的至少一些执行涉及访问和使用存储器312的动作，其中存储器312可以是随机存取存储器(“RAM”)、盘驱动器和/或光盘只读存储器(“CD-ROM”)。硬件实体314可以包括盘驱动器单元316，盘驱动器单元316包括在其上存储有被配置为实现本文描述的方法、程序或功能中的一个或多个的指令320(例如，软件代码)的一个或多个集合的计算机可读存储介质318。在由服务器300执行期间，指令320还可以完全或至少部分地驻留在存储器312内和/或CPU 306内。存储器312和CPU 306也可以构成机器可读介质。如这里所使用的，术语“机器可读介质”是指存储指令320的一个或多个集合的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存和服务器)。如这里所使用的，术语“机器可读介质”还指能够存储、编码或携带由服务器300执行并且使服务器300执行本公开的方法中的任何一个或多个的指令320的集合的任何介质。
在本发明的一些实施例中，硬件实体314包括被编程为用于促进提供示出RFID标签在设施内的位置的三维地图的电子电路(例如，处理器)。在这方面，应当理解的是，电子电路可以访问并运行安装在服务器300上的位置确定应用324。软件应用324一般可操作以促进：确定RFID标签在设施内的位置；以及虚拟三维空间中RFID标签位置的映射。随着讨论的进行，软件应用324的其它功能将变得明显。
用于在设施中定位启用RF的设备的示例性方法
现在参考图4，提供了用于在设施(例如，图1的RSF 128)内定位RFID标签(例如，图1的RFID标签1121，...，112N、1181，...，118N)的示例性方法400的流程图。方法400从步骤402开始并且继续进行步骤404。在步骤404中，策略性地将多个信标(例如，图1的信标1061，...，106M)放置在设施周围。在一些场景中，信标被部署在天花板、墙壁、展示装备(例如，图1的展示装备1021，...，102M)、应急装备、结账柜台和/或EAS系统装备上。值得注意的是，每个信标在设施内都具有已知的定向发射模式和位置。指明信标在设施内的位置的第一信息被存储在数据存储(例如，图1的数据存储126)中，以供稍后在RFID标签定位处理中使用。信标可以被布置成使得它们的天线图案(antenna patterns)重叠或不重叠。
附加地或可替代地，执行可选步骤406，其中多个定位器标签被策略性地放置在设施周围。定位器标签可以部署在展示装备(诸如货架单元)上。指明定位器标签的在设施内的位置的第二信息被存储在数据存储中，以供稍后在RFID标签定位处理中使用。
接下来在步骤408中，从每个信标发射射束或信号，以照射包括待清点和/或定位的物体的ZOI。例如，从信标发射射束以照射特定的货架单元或其它展示装备(例如，桌子)。
在完成步骤408之后，执行步骤410，其中在该设施周围携带手持式读取器(例如，图1的手持式读取器120)。这时，手持式读取器以缺省模式操作，即，使用最大功率并且仅读取RFID标签(例如，图1的RFID标签1121，...，112N、1181，...，118N)一次，以便以及时的方式确保清点准确性。
在一些场景中，如由可选步骤412和414所示，当检测到手持式读取器在信标的ZOI中或靠近物体/障碍物时，手持式读取器的模式被自动改变。例如，当检测到手持式读取器处于信标的ZOI中时，手持式读取器从其缺省模式过渡到其定位模式。在定位模式下，手持式读取器在以高功率读取和以低功率读取之间切换，以实现定位的准确性。在定位模式下，可以多次读取RFID标签，以允许相关逻辑将RFID标签从一个位置重新分配到另一个位置。可以取决于正在被读取的RFID标签密度来动态调节功率。由于必须维持清点准确性，因此在密集标签数量的情况下可以降低定位模式下应用的功率，反之亦然。
信标接收器(例如，图1的信标接收器150)可以作为手持式读取器的附件提供或者作为由手持式读取器的操作者穿戴的分离的独立设备提供。提供信标接收器，用于在手持式读取器正在读取RFID标签时与部署在设施周围的信标通信。因此，执行步骤416，其中信标接收器的光学检测器基于由位于信标读取器内部的惯性传感器(例如，图1的惯性传感器152)生成的传感器数据与信标的发射器对准。
在完成步骤416之后，执行进行检测的步骤418。更特别地，由手持式读取器检测对触发器(例如，图2的触发器270)的按压。当操作者想要手持式读取器读取RFID标签时，他(她)按压触发器。响应于这一检测，方法400继续进行同时执行的步骤420和步骤422-430。步骤420涉及由手持式读取器执行读取以下启用RFID的设备一次或多次的操作：(a)附连到位于设施内的多个物体(例如，图1的物体1101，...，110N、1161，...，116N)的多个RFID标签；和/或(b)至少一个可选的定位器标签。
在执行步骤420时，执行步骤422-430。这些步骤包括：由手持式读取器生成并向信标接收器发送命令信号，以使得信标信号从至少一个信标获得位置标识符；当置于相应的ZOI中时，由信标接收器生成并向信标发送询问信号；由信标生成并向信标接收器发送包括位置标识符的定位器信号；处理定位器信号以从中解析位置标识符；以及将位置标识符和第一时间戳从信标接收器传送到手持接收器。
在完成步骤420和430后，方法400继续进行图4B的步骤432。在步骤432中，第三信息被存储在数据存储中。第三信息包括信标的位置标识符、指示何时在信标接收器处接收到位置标识符的第一时间戳、RFID标签的唯一标识符、指示RFID标签何时分别由手持式读取器读取的第二时间戳、可选的定位器标签的位置标识符，和/或指示可选的定位器标签何时被手持式读取器读取的第三时间戳。然后在步骤434中处理第三信息，以识别与信标接收器从给定信标接收信号在时间上接近地被手持式读取器读取的RFID标签。
在步骤436中还处理第一信息以获得信标在设施内的位置。如步骤438所示，将(在前面的步骤434中识别出的)RFID标签分配到与信标的位置(例如，设施内的特定展示装备件)大致相同的位置。
在一些场景中，执行可选的步骤440-444。这些步骤涉及：处理第三信息，以识别与(一个或多个)定位器标签在时间上接近地被手持式读取器读取的RFID标签；处理第二信息，以获得定位器标签在设施内的位置；和/或将(在前面的步骤434中识别出的)RFID标签分配到与定位器标签的位置(例如，货架单元的特定货架)大致相同的位置。
然后将RFID标签的位置存储在数据存储中，如步骤446所示。在步骤448中生成三维地图，该地图示出了RFID标签在三维空间中的位置。手持式读取器、信标、定位器标签和/或信标接收器的位置也可以在三维地图中示出。随后，如步骤450所示，将三维地图呈现给手持式读取器和/或其它电子设备的操作者。随后，执行步骤452，其中方法400结束或执行其它处理。
本文所公开的且要求权利的所有装置、方法和算法可以根据本公开制造和执行，而无需过多的实验。虽然本发明已经关于优选的实施例进行了描述，但对本领域普通技术人员而言明显的是，在不背离本发明的概念、精神和范围的情况下，可以对装置、方法以及方法的步骤顺序进行改动。更具体地，明显地，某些构件可以被添加到、结合到或替代于本文所描述的构件，但将会获得相同的或相似的结果。所有对本领域接通技术人员而言明显的相似的替代和修改被认为在所限定的本发明的精神、范围和概念中。
以上所公开的特征和功能以及替代形式可以被结合到其它许多不同的系统或应用中。本领域技术人员可以进行各种目前无法预料的或意料之外的替代、修改、变更或改进，其中每个还意在被所公开的实施例所涵盖。

Claims (20)

1.一种用于确定物体在设施内的位置的方法，包括：
由多个信标执行分别照射设施内的包括待清点或定位的物体的多个兴趣区“ZOI”的操作；
由手持式读取器执行读取耦合到位于所述多个ZOI中的至少一个ZOI内的物体的多个RFID标签的操作；
在手持式读取器正在读取多个RFID标签时，由信标接收器执行获得从所述多个信标中的第一信标发送的第一位置标识符的操作；
使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收位置标识符在时间上接近地被读取的所述多个RFID标签的大致位置；
基于手持式读取器是否在所述多个ZOI中的ZOI内、靠近物体或靠近障碍物而自动地适配手持式读取器的至少一个参数；以及
在参数的适配之后由手持式读取器执行再次读取所述多个RFID标签的操作。
2.如权利要求1所述的方法，还包括基于由位于信标接收器内部的惯性传感器生成的传感器数据，将信标接收器的检测器与信标的发射器对准。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
检测由操作者携带通过设施的手持式读取器的触发器的按压；以及
响应于触发器的按压，由手持式读取器执行使信标接收器与所述多个信标中的至少第一信标通信的操作。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
在读取所述多个RFID标签时，由手持式读取器执行读取定位器标签的操作；以及
将定位器标签的已知位置分配给所述多个RFID标签中的每个RFID标签。
5.如权利要求1所述的方法，还包括生成示出RFID标签的位置的三维地图。
6.如权利要求1所述的方法，其中信标接收器是手持式接收器的附件或者由手持式设备的操作者穿戴的独立设备。
7.如权利要求1所述的方法，其中信标接收器经由无线短程通信将第一位置标识符传送到手持式接收器。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
在手持式读取器正在读取所述多个RFID标签时，由信标接收器执行获得从所述多个信标中的第二信标发送的第二位置标识符的操作；
针对第一位置标识符和第二位置标识符中的每一个并且针对所述多个RFID标签中的每个RFID标签计算位置置信度值；以及
基于位置置信度值推导所述多个RFID标签的大致位置。
9.一种用于确定物体在设施内的位置的方法，包括：
由多个信标执行分别照射设施内的包括待清点或定位的物体的多个兴趣区“ZOI”的操作；
由手持式读取器执行读取耦合到位于所述多个ZOI中的至少一个ZOI内的物体的多个RFID标签的操作；
在手持式读取器正在读取多个RFID标签时，由信标接收器执行获得从所述多个信标中的第一信标发送的第一位置标识符的操作；
使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收位置标识符在时间上接近地被读取的所述多个RFID标签的大致位置；
检测手持式读取器何时在所述多个ZOI中的ZOI内、靠近物体或靠近障碍物；以及
将手持式读取器的模式从缺省模式自动过渡到定位模式，其中在缺省模式中手持式读取器以高功率执行标签读取，在定位模式中手持式读取器在以高功率进行标签读取和以低功率进行标签读取之间切换。
10.一种用于确定物体在设施内的位置的方法，包括：
由多个信标执行分别照射设施内的包括待清点或定位的物体的多个兴趣区“ZOI”的操作；
由手持式读取器执行读取耦合到位于所述多个ZOI中的至少一个ZOI内的物体的多个RFID标签的操作；
在手持式读取器正在读取多个RFID标签时，由信标接收器执行获得从所述多个信标中的第一信标发送的第一位置标识符的操作；
使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收位置标识符在时间上接近地被读取的所述多个RFID标签的大致位置；以及
基于正在被读取的RFID标签的密度来调节手持式读取器的功率水平。
11.一种系统，包括：
多个信标，分别照射设施内的包括待清点或定位的物体的多个兴趣区“ZOI”；
手持式读取器，被配置为读取耦合到位于所述多个ZOI中的至少一个ZOI内的物体的多个RFID标签，并且基于手持式读取器是否在所述多个ZOI中的ZOI内、靠近物体或靠近障碍物而自动地适配至少一个操作参数；
信标接收器，被配置为在手持式读取器正在读取所述多个RFID标签时获得从所述多个信标中的第一信标发送的第一位置标识符；以及
电子电路，被配置为使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收位置标识符在时间上接近地被读取的所述多个RFID标签的大致位置。
12.如权利要求11所述的系统，其中信标接收器的检测器基于由位于信标接收器内部的惯性传感器生成的传感器数据与信标的发射器对准。
13.如权利要求11所述的系统，其中手持式读取器响应于手持式读取器的触发器的按压而执行使信标接收器与所述多个信标中的至少第一信标通信的操作。
14.如权利要求11所述的系统，其中手持式读取器还在读取所述多个RFID标签时执行读取定位器标签的操作，并且所述定位器标签的已知位置被分配给所述多个RFID标签中的每个RFID标签。
15.如权利要求11所述的系统，其中电子电路还被配置为生成示出RFID标签的位置的三维地图。
16.如权利要求11所述的系统，其中信标接收器是手持式接收器的附件或者由手持式设备的操作者穿戴的独立设备。
17.如权利要求11所述的系统，其中信标接收器经由无线短程通信将第一位置标识符传送到手持式接收器。
18.如权利要求11所述的系统，其中
在手持式读取器正在读取所述多个RFID标签时，信标接收器执行获得从所述多个信标中的第二信标发送的第二位置标识符的操作；并且
电子电路针对第一位置标识符和第二位置标识符中的每一个并且针对所述多个RFID标签中的每个RFID标签计算位置置信度值；并且
基于位置置信度值推导所述多个RFID标签的大致位置。
19.一种系统，包括：
多个信标，分别照射设施内的包括待清点或定位的物体的多个兴趣区“ZOI”；
手持式读取器，被配置为读取耦合到位于所述多个ZOI中的至少一个ZOI内的物体的多个RFID标签；
信标接收器，被配置为在手持式读取器正在读取所述多个RFID标签时获得从所述多个信标中的第一信标发送的第一位置标识符；以及
电子电路，被配置为使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收位置标识符在时间上接近地被读取的所述多个RFID标签的大致位置；
其中，响应于检测到手持式读取器在所述多个ZOI中的ZOI内、靠近物体或靠近障碍物，手持式读取器的模式从缺省模式自动过渡到定位模式，其中在缺省模式中手持式读取器以高功率执行标签读取，在定位模式中手持式读取器在以高功率进行标签读取和以低功率进行标签读取之间切换。
20.一种系统，包括：
多个信标，分别照射设施内的包括待清点或定位的物体的多个兴趣区“ZOI”；
手持式读取器，被配置为读取耦合到位于所述多个ZOI中的至少一个ZOI内的物体的多个RFID标签；
信标接收器，被配置为在手持式读取器正在读取所述多个RFID标签时获得从所述多个信标中的第一信标发送的第一位置标识符；以及
电子电路，被配置为使用第一位置标识符来确定与信标接收器接收位置标识符在时间上接近地被读取的所述多个RFID标签的大致位置；
其中手持式读取器的功率水平基于正在被读取的RFID标签的密度被自动调节。
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