CN112513947A - 用于波束操控的具有嵌入式相机的基座 - Google Patents

用于波束操控的具有嵌入式相机的基座 Download PDF

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尼尔·M·雷耶斯
克雷格·E·特雷弗皮斯
史蒂夫·E·特雷弗皮斯
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Abstract

用于操作电子物品监视(“EAS”)系统的基座的系统和方法。所述方法包括：由耦合到所述基座的相机捕获至少一个第一图像或视频；分析所述至少一个第一图像或视频，以检测人员的存在并确定所述人员相对于所述相机的位置；基于对所述至少一个第一图像或视频的分析结果来确定所述基座的第一波束指向方向；以及根据所述第一波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第一区域。

Description

用于波束操控的具有嵌入式相机的基座
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月6日提交的名称为“用于波束操控的具有嵌入式相机的基座[PEDESTAL WITH EMBEDDED CAMERA(S)FOR BEAM STEERING]”的美国临时专利申请序列号62/714,969的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容并入本文。
发明背景
技术领域
本解决方案总体上涉及电子物品监视(“EAS”)检测系统。更具体地，本解决方案涉及用于波束操控的具有嵌入式相机的基座。
背景技术
EAS检测系统通常包括：询问天线，用于将电磁信号发射到询问区；标记器，其以某种已知的电磁方式对询问信号做出响应；天线，用于检测标记器的响应；信号分析器，用于评估由检测天线产生的信号；以及警报器，其指示询问区中存在标记器。然后，根据设施的性质，警报器可以作为发起一个或多个适当响应的依据。典型地，询问区在诸如零售商店等设施的出口附近，并且标记器可以附着在诸如商品或库存等物品上。
一种类型的EAS检测系统利用声磁(“AM”)标记器。美国专利号4,510,489和4,510,490中描述了AM EAS检测系统的一般操作，其披露内容通过援引并入本文。放置在出口处的基座对AM EAS检测系统中的标记器的检测一直以来都特别专注于仅仅检测基座间隔内的标记器。然而，这些基座生成的询问场可能会超出预期的检测区。例如，第一基座通常包括指向位于第一基座与第二基座之间的检测区的主天线场。当在第一基座上施加激励信号时，将生成足够强度的电磁场(或询问信号)，以激励询问区或检测区内的标记器(或安全标签)。类似地，第二基座通常包括具有指向检测区(并指向第一基座)的主天线场的天线。在第二基座上施加的激励信号也将生成足够强度的电磁场(例如，询问信号)，以激励询问区或检测区内的标记器(或安全标签)。当标记器标签在检测区被激励时，将生成电磁信号，所述电磁信号通常可以通过在与第一基座和第二基座相关联的天线处接收到信号来检测。
EAS检测系统的一个局限是会在基座天线后面的后场区域中检测带标签物品。在该区域中检测到标签将触发所谓的虚警，这是因为携带商品的顾客并没有离开商店。一种用于减少后场的方法是将天线的发射和接收模式由收发器(同时发射和接收)更改为仅发射或仅接收。这种方法可有效减少后场警报。但是，这种方法降低了有效检测区域中的系统性能。还有一些方法通过比较多个天线之间的接收幅度已经成功地减少了后场虚警。但是，由于这些算法依赖于噪声幅度，因此可能并不可靠。
又另一种方法涉及波束操控天线。波束操控天线将其读取RFID芯片的能力在各个区之间进行划分，并且始终保持尽可能快的读取速度。在现有技术的情况下，RFID芯片的读取速率与在这些RFID芯片离开之前读取它们的时间量之间的矛盾意味着经常会漏掉一些RFID读取。当没有人离开基座区域时，RFID读取器会继续使用能量并发出大量RFID RF信号，从而导致功率过大并在其他读取器位置处产生额外的RF噪声。
发明内容
本披露内容涉及用于操作EAS系统的基座的实施系统和方法。所述方法包括：由耦合到所述基座的相机捕获至少一个第一图像或视频；分析所述至少一个第一图像或视频，以检测人员的存在并确定所述人员相对于所述相机的位置；由所述基座的系统控制器基于对所述至少一个第一图像或视频的分析结果来确定所述基座的第一波束指向方向；以及由所述系统控制器根据所述第一波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第一区域。
所述方法可以进一步包括：使所述基座沿背离所述基座并朝向所述第一区域的方向发射询问信号；和/或由所述基座接收响应信号，所述响应信号使得所述EAS系统进行活动安全标签检测。
在某些场景下，所述分析进一步涉及确定至少部分地围绕所述基座的设施区域中的环境条件。可以使所述基座在基于所述环境条件确定的时间向所述第一区域中发射询问信号。所述环境条件包括但不限于门的移动。
在这些或其他场景中，所述方法进一步包括：由所述相机或耦合到所述基座的另一相机捕获至少一个第二图像或视频；分析所述至少一个第二图像或视频，以检测所述人员的存在并确定所述人员相对于所述相机或另一相机的位置；基于对所述至少一个第二图像或视频的分析结果来确定所述基座的第二波束指向方向，其中，所述第二波束指向方向不同于所述第一波束指向方向；以及根据所述第二波束指向方向来操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖所述询问区的第二区域，所述第二区域不同于所述第一区域。
在这些或其他场景中，所述方法进一步包括：基于至少一个第一图像或视频的内容来确定所述基座的第二波束指向方向；以及根据所述第二波束指向方向来重新操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第二区域。
在这些或其他场景中，所述方法进一步包括：使用相机数据来跟踪所述人员的移动；以及动态地操控所述读取波束以跟随通过所述询问区的所述人员。所述相机可以被嵌入天线或所述基座中。
所述实施系统包括：基座；相机，所述相机耦合到所述基座；以及系统控制器，所述系统控制器通信地连接到所述基座和所述相机。所述相机被配置用于捕获至少一个第一图像或视频，和/或分析所述至少一个第一图像或视频，以检测人员的存在并确定所述人员相对于所述相机的位置。所述系统控制器包括处理器和包含编程指令的非暂态计算机可读存储介质，所述编程指令被配置用于使所述处理器执行以下操作：基于对所述至少一个第一图像或视频的分析结果来确定所述基座的第一波束指向方向；并且根据所述第一波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第一区域。
所述基座可以：沿背离所述基座并朝向所述第一区域的方向发射询问信号；和/或接收响应信号，所述响应信号使得所述EAS系统进行活动安全标签检测。
在某些场景下，对所述至少一个第一图像或视频的分析包括确定至少部分地围绕所述基座的设施区域中的环境条件。使所述基座在基于所述环境条件确定的时间向所述第一区域中发射询问信号。所述环境条件包括但不限于门的移动。
在这些或其他场景下，所述相机或耦合到所述基座的另一相机捕获至少一个第二图像或视频，和/或分析所述至少一个第二图像或视频，以检测所述人员的存在并确定所述人员相对于所述相机或另一相机的位置。所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：基于对所述至少一个第二图像或视频的分析结果来确定所述基座的第二波束指向方向，其中，所述第二波束指向方向不同于所述第一波束指向方向；并且根据所述第二波束指向方向来操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖所述询问区的第二区域，所述第二区域不同于所述第一区域。
在这些或其他场景下，所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：基于至少一个第一图像或视频的内容来确定所述基座的第二波束指向方向；并且根据所述第二波束指向方向来重新操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第二区域。附加地或可替代地，所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：使用相机数据来跟踪所述人员的移动；并且动态地操控所述读取波束以跟随通过所述询问区的所述人员。所述相机可以被嵌入天线或所述基座中。
附图说明
将参考以下附图来描述本解决方案，其中，在所有附图中相似的附图标记表示相似的项目。
图1是说明性EAS检测系统的侧视图。
图2是图1中的EAS检测系统的俯视图，其有助于理解其EAS检测区。
图3和图4是有助于理解在图1的EAS检测系统中使用的天线的主场和后场的图。
图5至图8各自提供了有助于理解图1的EAS检测系统中的可变检测区的图。
图9A至图9C(在本文中统称为“图9”)提供了有助于理解如何能够通过图1的系统使用RFID读取信息在多个区中跟踪人员的图。
图10是图1和图2所示的系统控制器的框图。
图11A和图11B(统称为“图11”)是用于操作EAS系统的基座的说明性方法的流程图。
具体实施方式
将容易理解，如本文概括性描述的且在附图中展示的实施例的部件可以以各种各样的不同配置被布置和设计。因此，如附图中所示，以下各种实施例的更详细说明并非旨在限制本披露内容的范围，而是仅代表各种实施例。尽管在附图中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别指出，否则附图不一定按比例绘制。
在不脱离本解决方案的精神或基本特性的情况下，本解决方案可以以其他特定形式来实施。所描述的实施例将在所有方面被认为仅是说明性的而不是限制性的。因此本解决方案的范围由所附权利要求而非本详细说明书指示。在权利要求的等效含义和范围内的所有变化均应包含在其范围内。
贯穿本说明书，对特征、优点或类似语言的引用并不暗示所有这些可以利用本解决方案实现的特征和优点应该是或是本解决方案的任何单个实施例。而是，引用特征和优点的语言应被理解成意味着与实施例结合描述的特定特征、优点或特性包括在本解决方案的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对这些特征和优点的讨论以及类似的语言可以但不一定指代同一实施例。
此外，本解决方案的所描述特征、优点和特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。鉴于本文的描述，相关技术领域内的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个具体特征或优点的情况下实践本解决方案。在其他实例中，可以在可能没有在本解决方案的所有实施例中呈现的某些实施例中认识到附加特征和优点。
贯穿本说明书对“一个实施例(one embodiment)”、“实施例(an embodiment)”或类似语言的引用意味着在本解决方案的至少一个实施例中包括了与结合所指示实施例描述的具体特征、结构或特性。因此，贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定全部都指代同一实施例。
如本文档中所使用的，除非上下文另外明确指明，否则单数形式的“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物。除非另有定义，否则本文所使用的所有科技术语均具有与本领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。如本文档中所使用的，术语“包括”是指“包括但不限于”。
术语“存储器”、“存储器设备”、“数据存储”、“数据存储设施”等均指其上存储有计算机可读数据、编程指令(例如，图10的指令1060)或两者的非暂态设备。除非另有明确说明，否则术语“存储器”、“存储器设备”、“数据存储”、“数据存储设施”等旨在包括单一设备的实施例、多个存储器设备一起或共同存储一组数据或指令的实施例、以及此类设备中的各个扇区。
术语“处理器”和“处理设备”指被配置用于执行编程指令的电子设备的硬件部件。除非另有明确说明，否则单数术语“处理器”或“处理设备”旨在包括单一处理设备的实施例以及多个处理设备一起或共同执行进程的实施例。
本解决方案提供了采用波束操控天线以用于在可变询问区中读取活动安全标签的基座。在某些环境中，门和人的RF反射可能会干扰最佳读取效果，因此，在充满RF的商店环境中，可以使用检测人进入或门的运动的能力来进一步提高可靠性。在这方面，本解决方案使用具有人工智能(“AI”)的一个或多个相机来检测与基座相邻的区域中的人和物体。这些相机有助于优化标签读取器的读取区，同时减少功耗、RF干扰和误报。现在，可以控制波束操控天线，以便仅在人朝着出口或感兴趣区域移动或者通过出口或感兴趣区域的那些区中优化读取。
因此，本披露内容涉及用于操作EAS系统的基座的实施系统和方法。所述方法包括：由耦合到所述基座的相机捕获至少一个第一图像或视频；分析所述至少一个第一图像或视频，以检测人员的存在并确定所述人员相对于所述相机的位置；由所述基座的系统控制器基于对所述至少一个第一图像或视频的分析结果来确定所述基座的第一波束指向方向；以及由所述系统控制器根据所述第一波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第一区域。
所述方法可以进一步包括：使所述基座沿背离所述基座并朝向所述第一区域的方向发射询问信号；和/或由所述基座接收响应信号，所述响应信号使得所述EAS系统进行活动安全标签检测。
在某些场景下，所述分析进一步涉及确定至少部分地围绕所述基座的设施区域中的环境条件。可以使所述基座在基于所述环境条件确定的时间向所述第一区域中发射询问信号。所述环境条件包括但不限于门的移动。
在这些或其他场景中，所述方法进一步包括：由所述相机或耦合到所述基座的另一相机捕获至少一个第二图像或视频；分析所述至少一个第二图像或视频，以检测所述人员的存在并确定所述人员相对于所述相机或另一相机的位置；基于对所述至少一个第二图像或视频的分析结果来确定所述基座的第二波束指向方向，其中，所述第二波束指向方向不同于所述第一波束指向方向；以及根据所述第二波束指向方向来操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖所述询问区的第二区域，所述第二区域不同于所述第一区域。
附加地或可替代地，所述方法进一步包括：基于至少一个第一图像或视频的内容来确定所述基座的第二波束指向方向；以及根据所述第二波束指向方向来重新操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第二区域。
附加地或可替代地，所述方法进一步包括：使用相机数据来跟踪所述人员的移动；以及动态地操控所述读取波束以跟随通过所述询问区的所述人员。所述相机可以被嵌入天线或所述基座中。
所述实施系统包括：基座；相机，所述相机耦合到所述基座；以及系统控制器，所述系统控制器通信地连接到所述基座和所述相机。所述相机被配置用于捕获至少一个第一图像或视频，和/或分析所述至少一个第一图像或视频，以检测人员的存在并确定所述人员相对于所述相机的位置。所述系统控制器包括处理器和包含编程指令的非暂态计算机可读存储介质，所述编程指令被配置用于使所述处理器执行以下操作：基于对所述至少一个第一图像或视频的分析结果来确定所述基座的第一波束指向方向；并且根据所述第一波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第一区域。所述基座可以：沿背离所述基座并朝向所述第一区域的方向发射询问信号；和/或接收响应信号，所述响应信号使得所述EAS系统进行活动安全标签检测。
在某些场景下，对所述至少一个第一图像或视频的分析包括确定至少部分地围绕所述基座的设施区域中的环境条件。使所述基座在基于所述环境条件确定的时间向所述第一区域中发射询问信号。所述环境条件包括但不限于门的移动。
在这些或其他场景中，所述相机或耦合到所述基座的另一相机捕获至少一个第二图像或视频。所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：分析所述至少一个第二图像或视频，以检测所述人员的存在并确定所述人员相对于所述相机或另一相机的位置；基于对所述至少一个第二图像或视频的分析结果来确定所述基座的第二波束指向方向，其中，所述第二波束指向方向不同于所述第一波束指向方向；并且根据所述第二波束指向方向来操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖所述询问区的第二区域，所述第二区域不同于所述第一区域。
在这些或其他场景下，所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：基于至少一个第一图像或视频的内容来确定所述基座的第二波束指向方向；并且根据所述第二波束指向方向来重新操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第二区域。附加地或可替代地，所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：使用相机数据来跟踪所述人员的移动；并且动态地操控所述读取波束以跟随通过所述询问区的所述人员。所述相机可以被嵌入天线或所述基座中。
说明性系统架构
现在参考图1和图2，提供了EAS检测系统100的说明性架构。显然，本文中是依据射频识别(“RFID”)EAS检测系统来描述本解决方案的。然而，本解决方案的方法也可以用于其他类型的EAS检测系统，包括使用AM型标签的系统和AM EAS检测系统。
EAS检测系统100将被定位在与受保护设施(例如，零售商店)的入口/出口104相邻的位置。EAS检测系统100使用专门设计的EAS标记器标签(“安全标签”)，这些EAS标记器标签被应用于商店的商品或储存在受保护设施内的其他物品。安全标签在本领域中是公知的，并且因此在本文将不再详细描述。任何已知的或将要成为已知的安全标签可以在本文没有限制地被使用。这些安全标签可以由安全设施中的授权人员去激活或去除。例如，在零售环境中，这些安全标签可以由商店员工去除。
当EAS检测系统100在入口/出口附近的理想化表示的EAS检测区(或询问区)150中检测到活动安全标签112时，EAS检测系统将检测到这种安全标签的存在并发出警报声或生成某种其他合适的EAS响应。因此，EAS检测系统100被布置用于检测和防止未经授权地从受控区域拿走物品或产品。
EAS检测系统100包括一对基座102a、102b，它们彼此间隔开已知距离(例如，位于入口/出口104的相对侧)。基座102a、102b通常由底座106a、106b稳定并支撑。基座102a、102b通常各自包括一个或多个天线，如本文所述，这些天线适合于辅助检测特殊的EAS安全标签。例如，基座102a可以包括至少一个天线120a，所述至少一个天线适合于发射或产生RF激励信号(或询问信号)并接收由EAS检测区150中的活动安全标签生成的响应信号。在某些场景下，同一天线可用于接收和发射两种功能。类似地，基座102b可以包括至少一个天线120b，所述至少一个天线适合于发射或产生RF激励信号(或询问信号)并接收由EAS检测区150中的安全标签生成的响应信号。
设置在基座102a、102b中的天线包括但不限于波束操控天线。波束操控天线在本领域中是公知的，并且因此在本文将不再描述。任何已知的或将要成为已知的波束操控天线可以在本文没有限制地被使用。在系统100中，可以基于关于周围环境的上下文信息以受控的方式改变天线波束的方向。随着讨论的进行，天线波束方向的控制方式将变得显而易见。
在某些场景下，每个基座中可以使用单个天线。所述单个天线选择性地耦合到EAS接收器。EAS发射器以时分复用的方式工作。然而，如图1所示，在每个基座中包括两个天线可能是有利的，其中，上部天线位于下部天线上方。
位于基座102a、102b中的天线电耦合到系统控制器110。系统控制器110控制EAS检测系统100的操作，以执行如本文所述的EAS功能。系统控制器110可以位于基座102a、102b之一的底座106a、106b内、或者可以位于靠近基座的位置处的单独的机架内。例如，系统控制器110可以位于基座102a、102b的正上方或附近的天花板中。
如上所指出的，EAS检测系统包括RFID类型的EAS检测系统。这样，每个天线用于生成用作询问信号的RFID信号。所述询问信号使安全标签112生成并发射RFID响应信号。所述RFID响应信号用于指示在EAS检测区(或询问区)150内存在安全标签112。如上所指出的，基座102a、102b中包含的相同天线既可以用作发射天线也可以用作接收天线。
现在参考图3和图4，示出了基座102a、102b中包含的天线120a、120b的说明性的天线方向图300、400。如本领域中已知的，天线辐射方向图是给定天线的辐射(或接收)特性随空间变化的图形表示。天线的特性在发射操作模式和接收操作模式下是相同的。这样，所示的天线辐射方向图适用于如本文所述的发射和接收两种操作。图3和图4所示的说明性天线场方向图300、400是表示x、y坐标平面中的天线方向图的方位平面图。所述方位图以极坐标形式表示，并且足以理解本发明的布置。图3和图4所示的方位天线场方向图是将天线302、402在特定发射器功率水平发射和接收信号的方向可视化的一种有用的方法。
图3所示的天线场方向图300包括在
Figure BDA0002927054490000101
处具有峰值的主瓣304和在角度
Figure BDA0002927054490000104
Figure BDA0002927054490000105
处具有峰值的后场波瓣306。相反地，图4所示的天线场方向图400包括在
Figure BDA0002927054490000102
处具有峰值的主瓣404和在角度
Figure BDA0002927054490000103
处具有峰值的后场波瓣406。在EAS检测系统100中，每个基座102a、102b被定位成使得其中包含的天线的主瓣朝向EAS检测区(或询问区)150中。因此，EAS检测系统100中的一对基座102a、102b将在天线场方向图300、400中产生重叠，如图5所示。显然，出于理解本解决方案的目的，图5所示的天线场方向图300、400是按比例绘制的。特别地，这些方向图示出了在其中施加到天线102a、102b上的特定幅度的激励信号将在EAS安全标签中产生可检测响应的区域的外边界或界限。然而，应当理解的是，至少一个天线场方向图300、400的边界内的安全标签在被激励信号激励时将生成可检测的响应。
图5中重叠的天线场方向图300、400将包括区域A，即主瓣304、404的重叠部分。然而，从图5中可以看出，每个基座的主瓣与同另一个基座相关联的后场波瓣也可能存在一定重叠。例如，可以看出主瓣404与后场波瓣306在区域B内重叠。类似地，主瓣304与后场波瓣306在区域C内重叠。基座102a、102b之间的区域A限定了在其中活动安全标签会使EAS检测系统100生成警报响应的EAS检测区150的至少一部分。区域A中的安全标签被与主瓣304、404内的激励信号相关联的能量激励，并将产生可以在每个天线上检测到的响应。在每个天线的主瓣内检测到由区域A中的安全标签产生的响应，并在系统控制器110中对所述响应进行处理。显然，区域B或区域C中的安全标签也将被天线102a、102b激励。在一个或两个天线上也将接收到由区域B和区域C中的安全标签产生的响应信号。这个响应信号在本文中被称为“安全标签信号”。
再次参考图1和图2，至少一个相机108a、108b、108c、108d、108e、108f、108g、108h被有利地安装在各个基座102a或102b上。相机在本领域中是公知的，并且因此在本文将不再描述。任何已知的或将要成为已知的相机可以在本文没有限制地被使用。例如，在系统100中采用了具有嵌入式人工智能(“AI”)的相机芯片。相机芯片可以包括但不限于中国北京地平线机器人(Horizon Robotics)公司提供的具有嵌入式AI的智能相机。通常，每个相机108a至108h被配置用于：定位和跟踪相应基座周围区域中的人、包裹、物体和环境条件(例如，门的运动、存在购物推车、存在补货推车、存在物品托盘和/或存在其他金属或玻璃物品)；以及捕获相应基座周围区域的图像。所述相机生成的元数据指示：(1)存在检测到的人员/包裹/物体；(2)检测到的人员/包裹/物体的位置；和/或(3)环境条件(例如，门104的运动)。如本文所使用的，术语“元数据”指描述或给出关于其他数据(例如，关于图像和/或视频的内容)的信息的一组数据。该元数据可以被传送到系统控制器110以用于操控天线波束。所述相机还可以捕获图像。根据给定的应用，除元数据之外，也可以将这些图像传送到系统控制器110，或者可以不将这些图像传送到系统控制器。
相机所覆盖的区域可以包括图5所示的区域A、B、C、D或E。显然，为了说明简单起见，图5中未示出这些相机。例如，相机108a设置在基座102a的背面，从而覆盖区域B。类似地，相机108e设置在基座102b的背面，从而覆盖区域C。各个相机108b、108f设置在相应基座102a、102b的第一侧，从而覆盖限定询问区150的一部分的区域D。各个相机108c、108g设置在相应基座102a、102b的正面，从而覆盖限定询问区150的一部分的区域A。各个相机108d、108h设置在相应基座102a、102b的第二侧，从而覆盖限定询问区150的一部分的区域E。
如图1所示，每个相机108a至108h位于竖直细长的基座的中间位置。本解决方案在这方面不受限制。根据给定的应用，每个相机可以位于相应基座上的任何位置。例如，每个相机108a、108c、108g、108e位于基座的顶部中央位置。另外，每个基座可以配备任意数量的相机。根据给定的应用选择每个基座上的相机总数。
可以将一个或多个相机嵌入相应的天线或基座中。(这些)相机由RFID读取器或系统控制器110控制并提供功率。可以采用1-wire技术来提供数据、功率和RF。在某些场景下，(这些)相机使用小于1mW的持续功率，并且元数据的数据速率足够低以便被1-wire技术支持。因此，可以将一个或多个相机添加到系统100的1-wire总线，以便与RFID读取器轻松集成。
这些相机向RFID读取器或系统控制器110提供了关于人/包裹/物体的存在、位置以及行进方向的实时上下文信息。在通过相机检测到人员的情况下，相机还可以提供有关所述人员是否携带任何物品的实时上下文信息。然后，RFID读取器或系统控制器110使用所述实时上下文信息来确定操控读取波束的时间和方位，并且还提供关于盗窃检测的更好的误报结果。例如，可以操控读取波束使得主瓣304、404如图5所示指向区域A的方向、或者如图6所示指向区域D的方向、或者如图7所示指向区域E的方向。本解决方案不限于此示例的详情。可以控制这两个读取波束使得它们指向相同方向(如图5至图7所示)或者指向不同方向(如图8所示)。以这种方式，RFID读取器或系统控制器110整合了对于周围环境的实时了解以调整读取区和定时，而不是简单地在每个区都盲目地花费固定的一部分时间。
应当注意，两个基座102a、102b可以同时被激活，或者可以以多路复用的方式被激活。在多路复用场景中，基座102a、102b以交替的方式被激活。例如，在第一时刻，基座102a被激活而基座102b被去激活。在第二时刻，基座102a被去激活，而基座102b被激活。
图6示出了如下场景：人员600正沿方向602经过基座120a、120b，人员604正沿方向606离开设施，而人员正608沿方向610进入设施。基于从一个或多个相机108a至108h(为了说明简单起见，图5至图8中未示出)接收的上下文信息，将基座120a、120b的读取波束指向朝向区域或区D(例如，所述设施内部的区域或区)的方向。在这种情况下，忽略与人员600和人员608相关联的RFID标签读取。然而，分析与人员604相关联的RFID标签读取，以确定是否应该发出警报。
如图9A至图9C所示，系统100可以使用RFID标签读取信息在区D、A和E中跟踪人员604。通过使用由一个或多个相机收集的关于周围环境的上下文信息进行波束操控，促进了本解决方案的这种跟踪功能。
本解决方案具有许多优点。在这方面，应当理解，本解决方案通过将读取波束集中在人/包裹/物体所处的位置以及人/包裹/物体离开设施(例如，零售商店)的时间，从而提供了更高(例如，两到三倍)的读取速率。当没有人/包裹/物体朝向基座移动时，基座不会使用RF或功率。由于以下原因，本解决方案大大减少了RFID离开读取的误报数量：仅当有人员/包裹/物体离开设施时才进行RFID读取；当没有人员/包裹/物品离开设施时，忽略RFID读取；当人员/包裹/物体沿X方向经过基座时，忽略RFID读取；当一个或多个人/包裹/物品进入设施时，忽略RFID读取；和/或利用监测到的门的运动来调整读取定时和区覆盖范围。本解决方案还通过检测推车和箱体额外读取时间促进了改进的库存读取。基座相对两侧的天线或读取器可以看到人挡住其他人的情况，以试图优化同时从两侧读取。
现在参考图10，其提供了有助于理解系统控制器110的布置的框图。系统控制器包括处理器1016(诸如微控制器或中央处理单元(“CPU”))。系统控制器还包括计算机可读存储介质，诸如存储器1018，在所述存储器上存储有被配置用于实施在本文描述的方法、过程或功能中的一个或多个的一组或者多组指令1060(例如，软件代码)。指令1060(即，计算机软件)可以包括EAS检测模块1020，以促进EAS检测并执行用于基于所检测到的EAS安全标签的位置来选择性地发出警报的方法，如本文所述的。指令还可以包括相机模块1050，以执行如下操作：(a)由耦合到基座的至少一个相机捕获图像/视频；(b)将所述图像/视频从所述相机传送到系统控制器110；(c)将元数据从所述相机传送到系统控制器110；(d)处理图像、视频和/或元数据以确定读取波束指向方向；和/或(e)将读取波束指向方向提供给处理器1016，以用于控制天线302a、302b。这些指令1060还可以在其执行期间完全或至少部分地驻留在处理器1016内。
系统还包括至少一个EAS收发器1008，所述EAS收发器包括发射器电路系统1010和接收器电路系统1012。发射器电路系统和接收器电路系统电耦合到天线302a和天线302b。可以提供合适的多路复用布置以促进使用单个天线(例如，天线302a或天线302b)进行接收和发射操作。可以在天线302a、302b上同时发生发射操作，之后可以在每个天线上同时发生接收操作，以监听已被激励的标记器标签。可替代地，如本文所述，可以选择性地控制发射操作，使得一次仅激活一个天线用于发射询问信号。天线302a、302b可以包括与关于图1展示和描述的天线相似的上部天线和下部天线。施加到上部天线和下部天线的输入信号可以由发射器电路系统1010或处理器1016控制，使得所述上部天线和下部天线根据需要以相位辅助配置或相位相反配置工作。
系统控制器110的附加部件可以包括通信接口1024，所述通信接口被配置用于促进从系统控制器110到位于远程的EAS系统服务器的有线和/或无线通信。系统控制器还可以包括用于定时目的的实时时钟1025，以及警报器1026(例如，声音警报器、视觉警报器或两者)，当在EAS检测区(例如，图1的区150、图5至图8的区A、区D和区E)内检测到活动EAS安全标签时，所述警报器可以被激活。电源1028向系统控制器110的各个部件提供必要的电功率。为了避免混淆本解决方案，在图10中省略了从电源到各种系统部件的电连接。
本领域技术人员将理解，图10所展示的系统控制器架构代表可以与本解决方案一起使用的系统架构的一个可能示例。然而，本解决方案在这方面不受限制，并且任何其他合适的架构在各种情况下都可以没有限制地被使用。同样可以构造包括但不限于专用集成电路、可编程逻辑阵列以及其他硬件设备的专用硬件实施方式以实施本文描述的方法。应当理解，各种发明实施例的装置和系统广泛地包括各种电子和计算机系统。一些实施例可以在具有在模块之间并且通过模块传送的相关控制和数据信号的两个或更多个特定的互连硬件模块或设备中实施功能或者作为专用集成电路的一部分来实施功能。因此，说明性系统适用于软件、固件和硬件实施方式。
现在参考图11，其提供了用于操作EAS系统(例如，图1的EAS系统100)的基座(例如，图1的基座102a或102b)的说明性方法1100的流程图。如图11A所示，方法1100开始于1102并且继续到至1104，在这一步骤中，基座被激活。接下来在1106中，至少一个相机(例如，图1-1的相机108a、108b、108c、108d、108e、108f、108g和/或108h)捕获一个或多个第一图像或视频，所述一个或多个第一图像或视频显示了设施的区域(例如，图5的区域A、B、C、D或E)中的场景。所述区域至少部分地围绕所述基座。在1108中，分析所述(多个)第一图像/视频，以检测相机的视场(“FOV”)中人员(例如，图6中的人员604)的存在，确定所述人员的第一位置，和/或确定所述区域中的一个或多个环境条件。所述环境条件可以包括但不限于门(例如，图1的门104)的运动。在1110中，生成第一元数据，所述第一元数据指示1108中执行的分析的结果。然后将所述第一元数据从相机传送到RFID读取器或系统控制器(例如，图1的系统控制器110)，如1112所示。本解决方案在这方面不受限制。附加地或可替代地，所述(多个)第一图像/视频可以由RFID读取器或系统控制器来分析。
在RFID读取器或系统控制器处，在1114中，基于所述元数据的内容确定第一波束指向方向。在1116中，根据所述第一波束指向方向操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣(例如，图3和图4的主瓣304或404)覆盖询问区(例如，图2和图5的询问区150)中的第一区域(例如，图9A的区域D)。
接下来在1118至1122中，执行标签检测操作。所述标签检测操作涉及：系统控制器(例如，图1的系统控制器110)执行操作以使第一基座在基于环境条件(例如，门的打开或关闭)确定的时间和/或沿背离第一基座并朝向第一区域的方向发射询问信号；等待来自位于询问区(例如，图2的询问区150)的第一区域中的活动安全标签(例如，图2的安全标签112)的响应信号；以及在第一基座处接收响应信号。显然，响应信号足够强以使得EAS系统(例如，图1的EAS系统100和/或系统控制器110)检测到位于第一区域中的活动安全标签。
在完成1122之后，执行1124，在这一步骤中，相同或不同的相机生成第二元数据，所述第二元数据指示所述人员仍在基座附近，但是处于与第一位置不同的第二位置。在1126中，将第二元数据从相机传送到RFID读取器或系统控制器。随后，方法1100继续到图11B的1128。本解决方案在这方面不受限制。附加地或可替代地，第二元数据可以由RFID读取器或系统控制器生成。
如图11B所示，1128涉及基于第二元数据的内容确定第二波束指向方向。该确定可以由RFID读取器或系统控制器执行。第二波束指向方向不同于第一波束指向方向。在1130中，操控读取波束。更具体地，根据第二波束指向方向操控读取波束，以使基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第二区域(例如，图9B中的区域A或图9C中的区域E)。第二区域不同于第一区域。用于操控波束的技术在本领域中是公知的，并因此在这里将不再描述。任何已知的或将要成为已知的波束操控技术可以在本文没有限制地被使用。然后，RFID读取器或系统控制器使基座沿背离基座并朝向第二区域的方向发射询问信号，如1132所示。然后，在1134中，基座等待来自位于第二区域中的活动安全标签的响应信号。在1136中，在基座处接收到响应信号。所述响应信号使得EAS系统(例如，图1的EAS系统100)检测到活动安全标签。
在某些场景下，相机会提供传感器受阻(blocked)警报，如1138至1144所示。1138至1144涉及：相机检测到人员在相机FOV中停留的时间超过阈值；从相机向系统控制器提供所述人员停留在相机FOV中的通知；系统控制器执行操作以激活另一个基座，所述另一个基座的相机的FOV中也存在所述人员；以及针对所述另一个基座执行1106至1136。随后，执行1146，其中，方法1100结束或执行其他处理。
尽管本解决方案已经关于一种或多种实施方式被展示并且描述，但在阅读和理解本说明书和附图之后，本领域的普通技术人员将想到等效改变和修改。另外，虽然本解决方案的特征相对于只是几种实施方式中的一种可能已被披露，当针对任何给定的或特定的应用是期望的并且有利时，这样的特征可以与其他实施方式的一个或多个其他特征结合。因此，本解决方案的广度和范围不应受以上描述的实施例中任何一个的限制。而是，本解决方案的范围应根据所附权利要求及其等效物来限定。

Claims (20)

1.一种用于操作电子物品监视(“EAS”)系统的基座的方法，所述方法包括：
由耦合到所述基座的相机捕获至少一个第一图像或视频；
分析所述至少一个第一图像或视频，以检测人员的存在并确定所述人员相对于所述相机的位置；
由所述基座的系统控制器基于对所述至少一个第一图像或视频的分析结果来确定所述基座的第一波束指向方向；以及
由所述系统控制器根据所述第一波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第一区域。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使所述基座沿背离所述基座并朝向所述第一区域的方向发射询问信号。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括由所述基座接收响应信号，所述响应信号使得所述EAS系统进行活动安全标签检测。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分析进一步涉及确定至少部分地围绕所述基座的设施区域中的环境条件。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括使所述基座在基于所述环境条件确定的时间向所述第一区域中发射询问信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述环境条件包括门的移动。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
由所述相机或耦合到所述基座的另一相机捕获至少一个第二图像或视频；
分析所述至少一个第二图像或视频，以检测所述人员的存在并确定所述人员相对于所述相机或另一相机的位置；
基于对所述至少一个第二图像或视频的分析结果来确定所述基座的第二波束指向方向，其中，所述第二波束指向方向不同于所述第一波束指向方向；以及
根据所述第二波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖所述询问区的第二区域，所述第二区域不同于所述第一区域。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于至少一个第一图像或视频的内容来确定所述基座的第二波束指向方向；
根据所述第二波束指向方向来重新操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第二区域。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
使用相机数据来跟踪所述人员的移动；以及
动态地操控所述读取波束以跟随通过所述询问区的所述人员。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机被嵌入天线或所述基座中。
11.一种系统，包括：
基座；
相机，所述相机耦合到所述基座并且被配置用于捕获至少一个第一图像或视频并分析所述至少一个第一图像或视频，以检测人员的存在并确定所述人员相对于所述相机的位置；以及
系统控制器，所述系统控制器通信地连接到所述基座和所述相机，所述系统控制器包括处理器和包含编程指令的非暂态计算机可读存储介质，所述编程指令被配置用于使所述处理器执行以下操作：
基于对所述至少一个第一图像或视频的分析结果来确定所述基座的第一波束指向方向；并且
根据所述第一波束指向方向来操控所述基座的读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第一区域。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，使所述基座沿背离所述基座并朝向所述第一区域的方向发射询问信号。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述基座接收响应信号，所述响应信号使得所述EAS系统进行活动安全标签检测。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，对所述至少一个第一图像或视频的分析包括确定至少部分地围绕所述基座的设施区域中的环境条件。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，使所述基座在基于所述环境条件确定的时间向所述第一区域中发射询问信号。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述环境条件包括门的移动。
17.根据权利要求11所述的系统，其中：
所述相机或耦合到所述基座的另一相机捕获至少一个第二图像或视频，并分析所述至少一个第二图像或视频，以检测所述人员的存在并确定所述人员相对于所述相机或另一相机的位置；并且
所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：
基于对所述至少一个第二图像或视频的分析结果来确定所述基座的第二波束指向方向，其中，所述第二波束指向方向不同于所述第一波束指向方向；并且
根据所述第二波束指向方向来操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖所述询问区的第二区域，所述第二区域不同于所述第一区域。
18.根据权利要求11所述的系统，其中，所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：
基于至少一个第一图像或视频的内容来确定所述基座的第二波束指向方向；
根据所述第二波束指向方向来重新操控所述基座的所述读取波束，以使所述基座的天线场方向图的主瓣覆盖询问区的第二区域。
19.根据权利要求11所述的系统，其中，所述编程指令进一步使所述处理器执行以下操作：
使用相机数据来跟踪所述人员的移动；并且
动态地操控所述读取波束以跟随通过所述询问区的所述人员。
20.根据权利要求11所述的系统，其中，所述相机被嵌入天线或所述基座中。
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