CN1816831A - 采用由rfid标签产生的电子阴影的物品识别和追踪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种追踪系统，其使用RFID(射频识别)标签技术，以便于通过阴影形成技术在环境中识别和追踪物品。当物体或目标物在具有通信天线和RFID传感器的预定检测区内运动时，该物体或目标物阻挡了各天线和传感器之间的瞄准线，防止了传感器和天线之间的电磁偶联，因此沿瞄准线投射电磁阴影。本发明的一种方法采用该阴影技术来完成诸如制止(减少)偷窃/检测；通过监视阴影追踪物体在环境中的运动；以及关联分析人的阴影与带标签的物品(例如商品、货物)，从而提高销售和买卖效率的功能。

Description

采用由RFID标签产生的电子阴影的物品识别和追踪

技术领域

本发明涉及射频识别(RFID)技术，尤其涉及在基于信息丢失的防盗区内具有非侵入性检测和追踪物体的能力的RFID防盗系统。

背景技术

处心积虑地预防丢失(例如偷窃)的零售商传统上拥有最大程度减少损失的三种方法：(1)将商品固定在适当位置(例如，将缆绳系缚于商品，将物品摆放在陈列柜和柜台后面)；(2)采用视频监视系统和/或保安人员来监视商店中的每一个人；和(3)采用具有附于物品的特殊标签的报警系统，其在商店扒手试图带走有标签的物品时发出警报。将商品固定于适当位置将使购物者很难检查物品和试穿衣服。所以顾客为了试穿或查看物品，不得不等候店员解开该物品。这种不方便将驱使购物者去更容易接近商品的商店购物。另外，固定商品是高成本的，因为商店必须提供劳工来解开商品。包括监视设备、观察镜和防盗卡的视频监视系统属于防止商店扒窃的最早方法。然而，劳工的成本是昂贵的，并且监视系统能够被干扰，尤其在购物者更喜欢一定程度的隐私的区域(例如试衣间)。

无线电频率(RF)标签防盗系统在有机会偷窃任何大小的物品的任何地方都是有用的。采用标签技术(例如，商品电子防盗系统(EAS)，射频识别(RFID))能够使零售商在能够被看见的地面上展示大众化商品，而不是将它们摆放在锁紧的陈列柜或柜台后面。用于检测和防止偷窃或未授权取走物品的EAS和RFID系统的使用已经变得非常普及。一般，此类系统具有RF天线，其在天线的防盗或检测区中检测附着于物品的谐振标签。此类系统一般位于出口位置或其附近，当物品通过出口位置时，以检测防盗标签，因而检测物品。

EAS系统受其标签能力的限制。遗憾的是，EAS标签不含信息。它们简单地在那儿或不在那儿。设计成将信息加到RF标签中的标签系统采用射频识别(RFID)技术来从RFID标签中阅读信息。RFID标签能够储存有关产品的信息并能独特地识别各种产品。遗憾的是，RFID系统遇到了障碍或不适当定向的问题。在RFID技术中，当天线发送集成信号和阅读来自标签的响应信号时，天线和标签沿着瞄准线相互通信。RFID信号被传导物体(包括人)阻挡、吸收或反射，或者被改变。通过传感器网或RFID天线的检测区的RFID标签可以不被天线检测，如果在标签和天线之间的直接通路被阻挡的话。也就是说，人们可以非常容易地隐藏标签，使得它不被RFID系统所发现(例如阅读，检测)。隐藏标签的人可以步出RFID检测区，并且不会发出警报，该系统没有定位损失标签或其相关物品的方法。如果RFID标签被隐藏，它不能用已知的标签系统识别或追踪。可能的方法是将RFID系统与视频监视系统结合，它能够实时跟踪与隐藏或丢失的标签有关的人。然而，该方法是昂贵且侵入性的。因此，对于能够非侵入性地追踪带标签的产品，而不论该标签是否被看见的系统存在着需求。而且，提供不用视频监视而能非侵入性地识别和追踪移动物品的系统将是有益的。

为了清理库存的目的，仓库正在采用位于地面的具有谐振标签的RF标签技术和在叉车上的矩阵便携式阅读器(matrix portable reader)。汽车系统已经采用了包埋在马路中的具有谐振标签的RF标签技术，以帮助驾驶车辆。当车辆沿马路行进时，车辆上的天线识别作为标志的包埋标签，以靠近或停留在一侧，或者帮助车辆停留在车道。然而，这些方法没有一种解决了对非侵入性识别和追踪移动物体的需求。

发明内容

本发明的优选实施方案具体地涉及防盗、RFID、销售和零售的领域。本发明的其它实施方案可以应用于诸如仓库贮存和分布系统、制造地面环境(manufacturing floor environment)和人计数之类的应用。本发明采用无源RFID(射频识别)标签技术以便于通过称为阴影形成(shadowing)的技术识别和追踪环境中的物品。本发明的一种方法采用该阴影技术来完成诸如阻止(减少)偷窃/检测；通过监视阴影追踪环境内的物体的移动；和相关分析人阴影与带标签的物体(例如商品、物品)以促进销售和交易效率之类的功能。

某些术语在本文仅仅为了方便而采用，不被认为是本发明的限制。

在本文的优选实施方案中描述的术语天线一般是指将一种设备(例如识别传感器或标签)偶联于其自身的一种电路，其目的是转移能量和回收数据。此类天线包括通过相互作用(感应或辐射)耦合与RFID传感器交流的RFID阅读器或询问器，这在本领域中是众所周知的。虽然不希望受特定理论的限制，但RFID阅读器或询问器一般包括发射器和接收器，它们通过将询问信号发送到传感器和阅读来自传感器的响应信号而沿着瞄准线与RFID传感器交流。当然，其它天线设计也可以用于本发明，并且本发明不限于所述的特定天线。换句话说，在本发明中使用的术语天线是指询问器和阅读器，它们在MHz、GHz、THz、电离和非电离辐射的频率下与响应传感器或标签交流，这很容易被技术人员所理解。

如在本文的优选实施方案中所述的术语RFID传感器包括无源、半有源或有源(电池供电)的RFID标签。RFID标签是本领域的一类众所周知的识别标签，通常包括在标签位于由阅读器或询问器监视的区域内时用于检测的响应电路(例如，无源谐振无线电频率(RF)电路，偶极电路，临时连接电路)，这在本领域中是众所周知的。无源谐振RF电路的一种公知类型具有线圈天线和电容器，它们一起形成了具有预定谐振频率的LC电路。传感器的电源通常以普通方式获得(例如来自线圈天线接收的来自询问信号的能量)。优选地，各传感器具有用于识别各传感器的独特识别或序号。该独特识别在收到由各阅读器阅读的询问信号时返回的响应信号内发送。当然，本发明还可以采用其它标签设计，并且本发明不限于所述的特定传感器。例如，定义为响应电路的任何识别(ID)传感器，包括RFID标签，偶极标签和临时连接天线(patch antenna)，可以包括在本发明的范围内。因此，RFID标签、RFID传感器、偶极标签和临时连接天线是在本发明范围内的ID传感器的实例。

如在这里的优选实施方案中定义的术语阴影或电子阴影是指对已知RFID传感器的检测的缺失。当物体或标签在具有连通的天线和RFID传感器的定容防盗或检测区的前述传感器网环境内移动时，物体或标签阻挡了各天线和传感器之间的瞄准线，阻止了传感器和天线之间的电磁耦合，因此沿着瞄准线投射了电磁阴影。例如，在安装了传感器的地面上步行的人阻挡了RFID传感器的检测，从而产生了电子阴影。也就是说，站立在RFID传感器上的人会引起信号吸收、反射和衰减，这妨碍了RFID被相关天线阅读。系列电子阴影(电子阴影的实时顺序)能够识别在定容检测区内的人的矢量运动。

根据本发明的一个优选实施方案，追踪系统包括RFID传感器，天线和处理元件。RFID传感器具有谐振无线电频率(RF)电路，并且位于第一位置。该天线定位于第二位置，并且适于经由通信信号通过在天线和RFID传感器之间的交互式偶联来检测RFID传感器。处理元件适于通过天线确定RFID传感器的检测的缺失，将检测的缺失解释为在第一位置和第二位置之间的电子阴影的标记，以及将物体的存在推断为电子阴影的原因。

如以下实施例所述，追踪系统的优选实施方案包括沿在第一位置和第二位置之间的瞄准线传达信号，用于检测第二位置的传达信号，用于确定在第二位置的传达信号之一的检测的缺失，用于将检测的缺失解释为第一和第二位置之间的阴影的标记，以及用于将物体的存在推断为该阴影的原因的方法。

本发明的优选实施方案还被描述为定向物体的方法，包括下列步骤：沿第一位置和第二位置之间的瞄准线传达信号，检测第二位置的传达信号，确定在第二位置的传达信号之一的检测的缺失，将检测的缺失解释为第一位置和第二位置之间的阴影的标记，以及将物体的存在推断为该阴影的原因。

从以下给出的详细说明可以清楚地了解本发明的适用性的进一步范围。然而，应该理解的是，该详细说明和具体实施例虽然表示本发明的优选实施方案，但仅仅为了举例说明而给出，并且本发明不限于所示出的具体配置和手段，因为本领域的技术人员从以下详细说明中可以清楚地了解本发明。

附图说明

结合附图来阅读可以更好地理解本发明的优选实施方案的以下详细说明，其中相同的参考号表示相同的元件。其中：

图1是根据本发明的优选实施方案的产生传感器网络的天线覆盖区和重叠检测区的平面视图；

图2是类似于图1所示的传感器网络的天线覆盖区的传感器网络的垂直视图；以及

图3是说明根据该优选实施方案的另一传感器网络的垂直视图。

具体实施方式

虽然不限于特定理论，但本发明就采用超高频(UHF)RFID询问器、天线和标签(传感器)的系统来描述，该系统优选在800MHz到1GHz的频率下操作。然而，本发明的范围包括在其它频率(例如，MHz，GHz，THz)下操作的询问器，天线和标签，这些其它频率在导电、半导电和高水分含量物体(包括人和动物)的信号吸收，反射和衰减的区域具有相似的电磁性能，并包括电离和非电离辐射。在理论上，频率越高，系统越有效。当频率变高时，波长变短，同时阴影变得更清楚。而且，对于高频带，天线和传感器可以做得更小。

本发明的电子阴影追踪系统(下文还称为追踪系统)使得计算机程序可以通过采用置于地面上的几何图样内的RFID标签(固定的RFID传感器)绘制区域(例如零售店的地面，运输中心，会议中心，仓库，分配中心)的图，并通过置于天花板和/或墙壁乃至基座(pedestal)内或基座上的天线来阅读。固定RFID传感器还可以附着于商店设施，货架或销售柜台部位以识别和/或定位此类物品。除了固定RFID传感器以外，还可以有移动RFID传感器，其附着于在允许追踪系统还可识别连接该移动传感器的物品、物体或人的环境内的可移动的物品。例如，移动RFID传感器可以附着于在零售店内销售的产品，或者可以采取职员徽章的形式来识别在商店内工作的职员。根据优选实施方案，计算机程序可以采用RFID传感器和天线来绘制需要追踪商品和/或人的各个位置的区域(还称为传感器网络，检测区或防盗区)的地图，这些区域例如是仓库，飞机场，火车站，地铁站，公共汽车站，体育场，会议中心，和沿着产品分配线的任何地方。

一般，作为通信信号(例如询问信号，响应信号)被引起阴影的物体阻挡时，阻挡的通信信号不被各天线或RFID传感器阅读，从而指示在天线和RFID传感器之间的瞄准线存在引起阴影的物体。当天线没有接收到来自其询问信号的预期响应信号时，该追踪系统推断存在引起阴影的物体，并沿着阻断的瞄准线绘制电子阴影。

该计算机程序知道固定RFID传感器和天线的位置和几何结构。用单一天线，以及在天线和传感器之间的重复连续定期通信，基于所产生的阴影的位置，计算机程序可以确定引起阴影的物体的移动。用多个天线，以及天线和固定RFID传感器的位置和几何结构的信息，如下文所详细描述的那样，计算机程序可以估计引起阴影的物体的大小。如果优选实施方案的追踪系统确定带标签的物品与阴影有关(例如带标签的物品随阴影移动，带标签的物品被阻挡或失效和相关阴影保留)，那么计算机程序可以用阴影追踪物品，因此知道物品所处的位置。

因此，该追踪系统提供了由缺失信息获取信息的益处。也就是说，在本发明之前，不借助目视监控系统(即摄像机，监视器，职员)并为此付出额外成本，防盗系统不知道发生了什么或者带标签的物品移动的位置，尤其如果标签被阻挡或失效。然而，根据本发明的优选实施方案，根据需要(例如，与带标签的物品结合，通过检测区，上火车，在运输带上移动，通过集散港和通路)，该追踪系统非侵入性地追踪引起阴影的物体(例如人，手推车，搬运装置，行礼，箱子，衬箔袋等)的移动。该追踪是非侵入性的，至少是因为该追踪系统实际上不看见或目视监视人。反而，该追踪系统监视由人或物体投射的电子阴影。该追踪系统不根据种族、宗教信仰、信条、国籍、性别或大小独立标准来区别对待、区分或描绘轮廓，因为它没有看见任何人的外部特征。该追踪系统能够估计引起阴影的物体(例如人)的大小，这能够是有益的，例如，如果试图找寻小孩。

移动RFID传感器的例子是附着于衣服上的塑料硬标签。在塑料硬标签内的是RFID镶嵌物(天线和RFID只读或读写芯片)和任选的EAS传感器。固定RFID传感器在结构上与本领域公知的移动RFID传感器相同或基本上相同，但被布置在可规律和定期地被天线看见的环境中。虽然不限于特定理论，但固定RFID传感器优选相隔至少一个波长(例如，相隔大约1英尺)。虽然不限于特定理论，位于天花板的一个天线一般具有在下面的地面上大约3平方米的检测区域。如果需要一个以上的天线，那么优选布置另外的天线，致使它们的检测区域重叠。重叠的量应该增加，也就是说，如果需要更高的引起阴影的物体的分辨率，天线应该更接近地布置。换句话说，通过让各RFID传感器可被一个以上的天线检测到来布置天线，可以根据特定的物体的由各天线检测的阴影来估计引起阴影的物体的形状。

天线优选布置在天花板、墙壁或基座之中或其上，以便形成具有布置在地面、墙壁或一些其它固定结构中的固定RFID传感器的定容检测区或防盗区。该定容检测区(还被称为传感器网络)可以由整个零售店组成，或者可以正好是在商店内的控制围栏区。为了对人计数，定容检测区可以包括进口和出口区。

作为实施本发明的优选方法，可以将天线安装在零售店内，使得全部货物，或者仅仅需要监控的货物是在基本上邻近的检测域(这里称为传感器网络)内。为了构建传感器网络，将RFID标签布置在充足的表面(地面和/或墙壁)之内或之上，使得传感器网络中的天线可以发现传感器(例如阅读来自传感器的响应信号)。在传感器网络内，标签和天线可以定位于天线之间(和传感器之间)的距离符合所需的分辨率的几何矩阵内；标签和天线的几何密度越高，阴影的分辨率越精细。标签和天线的位置是已知的，所以该系统具有由传感器网络规定的环境的初始地图。应该理解的是，虽然结合零售店概括地描述了本发明的优选实施方案，但本发明的实施方案不限于零售店环境，而是适用于需要追踪物品和/或人的各种环境，例如仓库，飞机场，火车站，地铁站，公共汽车站，体育场，会议旅行中心，运输中心，博物馆，或者沿产品分配线的任何地方。

图1-3说明了传感器网络(例如检测区)和阴影如何形成。参考图1，根据优选实施方案的追踪系统用10来举例说明。追踪系统10包括天线12，RFID传感器14和处理元件(例如计算机16，计算机程序17)。虽然不限于特定理论，但天线12和RFID传感器14优选具有与公知天线和RFID标签相同的结构，但布置在形成检测区的环境周围。也就是说，天线12(还称为询问器)优选固定和布置在天花板或其它结构(例如墙壁、基座、柱子等)内或附近，这在本领域中是易于理解的。RFID传感器14优选固定在检测区内可被天线12发现的地面下。RFID传感器14还可以布置在检测区内的墙壁、柱子、桌子或其它结构之中或之上。天线12和传感器14优选被固定，以使得追踪系统10了解天线和传感器是在哪里，这对于确定检测区内的物品和物体的位置是至关重要的。换句话说，系统10了解由天线12和标签14所产生的环境(例如传感器网络检测区)的地图。该地图绘制为系统10提供了环境信息，使得在失去信息(例如没有检测到预期信号)时，系统能够确定阴影的位置和它的相关引起阴影的物体。

不管它们在检测区的位置如何，将天线12和传感器14定位在可检测该区内的引起电磁阴影的物体的位置。天线12还被布置成可检测在检测区内未被磁阻挡的移动RFID标签。这样，RFID标签可以附着于出售物品、商店职员或者商品容器上，这是技术人员所容易理解的。

计算机16电连接于各天线12的输出，用于解释和加工由检测区中的RFID传感器14和其它RFID标签接收或者预期但没有接收到的响应信号。结果通过与计算机16结合的计算机程序17(例如软件，中间件，固件，应用程序)来解释，用于确定物体在检测区内的存在。定位各RFID传感器14，使得它通常与至少一个天线12通信。在图1中可以看出，各天线12被安排成可在通常锥形的定容区内询问和阅读RF信号，该区例如通过与各天线相关的视界域(the field of view border)来确定。各天线12被设计成可发现位于天线的通信范围内的RFID传感器14，这可以在图1中确定为由视界域18所规定的锥形定容区，假定该天线能够通过其间的未被阻挡的瞄准线发现RFID传感器。

应该理解的是，计算机16和计算机程序17作为处理元件的例子示出，其它处理元件设计(包括单独或与其它计算机、网络或程序结合的计算机和程序)也能够用于本发明，而且本发明不限于所述特定处理元件。还应该理解的是，计算机16和计算机程序17以允许计算机和计算机程序访问天线的通信结果的任何方式偶联于天线12。因此，计算机16和计算机程序17适应于访问天线12的读数，并且能够以本领域技术人员所理解的有线或无线配置连接于该系统。

根据图1所示的视图，各天线12可以发现安装在地面20下的四个RFID传感器14。应该理解的是，本发明不限于对于每一天线有特定数目的传感器，因为该数目可以由许多因素来确定，包括引起阴影的物体所需的分辨率，天线12和RFID传感器14之间的距离，以及询问信号的波长。只要传感器14正常运转和没有物体阻挡各天线12和传感器之间的瞄准线，那么天线和传感器能够以本领域公知的方式通信。例如，天线12将询问信号传送到天线的视域(region ofview)中的RFID传感器14。接收询问信号的传感器14共振，将带有传感器的识别的响应信号返回到天线12。因为追踪系统10，尤其计算机程序17(例如软件处理该通信)了解检测区环境，因此了解各天线12和传感器14的位置，然后该追踪系统能够定位在各天线和传感器之间的瞄准线。如果在各天线检测区中的传感器14返回由询问天线12所接收的响应信号，那么追踪系统10知道在通信期间在各天线和传感器之间没有阻挡物体。然而，如果天线12没有接收到其检测区中的传感器14的响应信号，那么追踪系统10得出，物体阻挡了各天线和传感器之间的瞄准线。

因此，追踪系统10通过识别物体阻挡了各天线12和传感器14之间的通信路径而由信息丢失(例如，没有响应信号被天线接收)获得了信息。该信息丢失沿着各通信线路产生了电子阴影。优选地，各RFID传感器14位于一个以上的天线12的检测区内，这使得追踪系统10可以通过分析物体投射的阴影而估计出阻挡信号的物体的大小。当天线12反复和连续地发送询问信号和阅读相应的响应信号时，追踪系统10能够基于被天线12发现(例如阅读响应信号)或未发现(例如阻挡信号)的RFID传感器而实时追踪阻挡信号的物体的移动。

图1说明了阴影的例子。在图1中，三个天线被确定为具有参考号22、24和26；以及四个RFID传感器分别被确定具有参考号28、30、32和34。天线22、24和26与上述天线12相同，其中每个天线具有唯一标识。同样，RFID传感器28、30、32和34与RFID传感器14相同，其中每个传感器具有唯一标识。还参考图1，引起阴影的物体36在传感器30和32以上的地面20上示出。引起阴影的物体36表示阻挡天线12、22、24、26和RFID传感器14、28、30、32、34之间的通信的任何物体。

在图1所示的实施例中，天线12、22、24和26发送询问信号，以警告在它们视域内的相关RFID传感器14、28、30、32和34。如果询问信号和相应的响应信号如预期的那样接收，那么没有阴影出现。然而，如果天线12、22、24、26没有接收到相应于其传送的询问信号的响应信号，那么追踪系统推断出沿着相应天线和传感器之间的瞄准线的阴影。从图1可以看出，引起阴影的物体36将电子阴影38投射在RFID传感器28、30、32和34之上和之间。在RFID传感器14上没有形成阴影，因为在任何RFID传感器14和天线12之间没有引起阴影的物体。然而，天线22不接收来自传感器30的响应信号，天线24不接收来自传感器28、30、32和34的响应信号，以及天线26不接收来自传感器32的响应信号。因此，系统10识别如在RFID传感器28、30、32和34之上和之间的在地面20上形成的阴影38。

优选地，天线和RFID传感器以使得各传感器是在一个以上的天线的视域内的方式定位。这使得追踪系统10可以更好地估算引起阴影的物体36的大小。例如，依旧参考图1，RFID传感器28是在天线22和24的视域内。在如图1所示定位的引起阴影的物体36的情况下，天线22可以发现传感器28(例如，天线22接收来自传感器28的相应响应信号)。然而，天线24不能发现传感器28，因为引起阴影的物体36阻挡了它们之间的通信。因此，当追踪系统10获得了引起阴影的物体36大得足以阻挡天线24和传感器28之间的视距内通信的信息时，阴影38遍布了RFID传感器28。追踪系统10还获得了引起阴影的物体36没有覆盖RFID传感器28和没有阻挡天线22和传感器28之间的瞄准线的信息。因为RFID传感器28是在天线22和24的视域内，而仅能被天线22所发现，通过计算机程序17，追踪系统10能够更好地估算引起阴影的物体36的大小具有足以阻挡天线24和传感器28之间的通信的高度，但没有遍布传感器28。RFID传感器30不能被它的相关天线22和24所发现，从而使追踪系统10假定引起阴影的物体36位于传感器30的上方。相似地，RFID传感器32不能被它的相关天线24和26所发现，从而使追踪系统10假定引起阴影的物体36也位于传感器32的上方。RFID传感器34不能被它的相应天线之一24所发现，但可以被它的另一个相应天线26所发现。追踪系统10由该信息可以确定，阴影38遍布了传感器34，但引起阴影的物体36没有遍布传感器34或者阻挡了传感器34和天线26之间的瞄准线。因而，通过计算机程序17，追踪系统10可以将引起阴影的物体36的大小定位和估计为具有足以阻挡天线24与RFID传感器28和34之间的瞄准线的高度，并且还具有小于其阴影38的覆盖区(footprint)。

如技术人员所理解的，按照类似的方式，追踪系统10可以根据检测未被阻挡的传感器的天线12、22、24和26定位未被阻挡的移动RFID传感器。例如，被天线22和24检测到的未被阻挡的移动传感器将被定位在检测天线22和24的检测区内。

因为追踪系统10被构建成定期在天线和传感器之间通信，所以追踪系统能够追踪引起阴影的物体36随时间的运动。换句话说，取决于应用的需要，追踪系统10可以追踪人、车辆、存货、产品等。同样，如果适当的话，追踪系统10可以追踪带标签(例如，具有移动有效或失效传感器)商品并将商品与引起阴影的物体36联系起来。基于引起阴影的物体36的运动，以及阴影与未购买的商品的联系，追踪系统10可以用来发送警报或者视需要通知地面活动人员。

图2是根据本发明的优选实施方案的图1所示的追踪系统10的顶视图(部分是断面)。尤其，图2说明了用于将RFID传感器布置在地面下的示例性平面布置图。图2还示出了视域圈40，其中各视域圈描绘了被布置在地面上并且优选与该地面上方的天花板邻近的各天线12所发现的地面区域。例如，视域圈40表示图1所示的视域边界18和地面20的交叉点。在图2中可以看出，各天线12优选使得可以发现多个RFID传感器14的方式来定位和取向，而各传感器以使得它能够被一个以上的天线所发现或识别的方式布置。

依旧参考图2，引起阴影的物体36阻挡了天线和传感器28、30、32和34之间的通信，从而引起阴影38。然而，用与以上对于图1所述类似的方法，追踪系统10可以通过对不被它们各自天线所发现的RFID传感器作三角测量来估计引起阴影的物体36的大小。采用该方法，计算机程序可以确定，引起阴影的物体具有大得足以覆盖仅RFID传感器30和32的覆盖区，并且具有可阻挡其它天线28、34、42和44之间的通信的高度。当长期使用时，追踪系统10可以非侵入性地追踪引起阴影的物体36在由天线和传感器的定位和构造所确定的检测区的传感器网络内的运动。

应该理解的是，这些天线和传感器可以更加远离或更加靠近来布置，取决于追踪系统10的应用所需的分辨率。例如，如果需要较小的分辨率，其中追踪系统10能够识别和追踪引起阴影的物体36，但不能过度考虑物体的尺寸，那么天线12和传感器14可以布设得更加远离。此外，如果需要更高的分辨率来更好地识别各引起阴影的物体36，那么天线12和传感器14可以布置得更加靠紧，使得各传感器可以用许多天线来观察，从而精确地确定引起阴影的物体的大小和形状。

图3是与图2类似的顶视图，但其示出了根据优选实施方案的天线和传感器布置得比图1和2所示的实施例更加远离的追踪系统10。从图3可以看出，一些RFID传感器14可以被多个天线发现，而其它传感器可能仅仅被一个天线所发现。这种间隔允许追踪系统10可以识别和追踪引起阴影的物体，但取决于引起阴影的物体的大小，追踪系统10不能以相同的分辨率或者不能如在图1和2所示的实施方案中测定的那样详细地来识别引起阴影的物体。例如，如果引起阴影的物体小得仅能阻挡一个传感器和天线之间的通信，那么追踪系统不能估计在阴影内的引起阴影的物体的大小。然而，当引起阴影的物体在安全传感器网络内移动时，它将在能够被一个以上的天线所发现的RFID传感器上引起阴影，使得更好地估计引起阴影的物体的大小。因此，随着时间的流逝，当引起阴影的物体在安全网络内移动时，追踪系统10还可以估计引起阴影的物体的大小和形状。

电子阴影矢量的结合以及移动RFID传感器和它们各自矢量运动的检测产生了电子制图指纹。电子制图指纹还可以是如在本文详细说明的有或没有移动RFID传感器的电子阴影矢量的总和。计算机程序视需要分析电子制图指纹，并且提供了保护、销售和后勤功能，它的示范用途包括以下这些：

实施例1：预防损失-电子制图和电子阴影可以用来测定顾客在零售店内的矢量运动/方向(例如朝向商店的出口或朝向销售收款机的地点)和速度。通过将该信息与顾客所占有的产品的信息(例如，确切类型、量、价值)结合，它可以确定该产品是否可能被偷窃。尤其，未购买的商品的阴影向出口的移动可以指示试图偷窃，尤其如果阴影/标签没有通过销售点。该信息和事件的顺序能够用信号通知商店员工靠近走出商店之前的顾客，从而防止了可能的商店行窃事件。本发明的优选追踪系统还可以在突然遗失与阴影有关的带标签的产品(例如衬箔袋，童车，购物袋，除去的标签)时发现偷窃。在这种情况下，与阴影有关的标签消失，但优选的追踪系统可以追踪与损失标签有关的阴影。这些预防损失的实施例可用于其中标签失效和相关顾客离开的更衣室区域。本发明的优选追踪系统可被标签的突然失去所警告，并且能够追踪由有关顾客引起的阴影。根据优选实施方案的检测区还可以例如布置在销售点位置(例如收款或结帐处)，以检测偷窃(swipe)控制和/或监视交通。偷窃控制的一个实例是销售点的员工没有将所有产品扫描到销售记录的情况。即使在未扫描的产品上的标签失效，该追踪系统仍然能够追踪与该产品有关的阴影。也就是说，当标签消失时，追踪系统10仍然能够追踪与损失标签有关的阴影。

实施例2：交叉交易(例如补充商品选择)-通过采用与实施例1相同的信息(例如顾客的矢量/移动方向和顾客手中的产品的知识)，如果顾客的矢量方向是销售收款处，那么该知识和信息可以用来自动显示给顾客(通过在结帐队列中的公知显示系统)或提示销售人员提出与顾客选择的商品匹配的一组补充商品。作为交叉交易的另一示例，当作为阴影识别的顾客进入更衣室时，根据优选实施方案的追踪系统可以在位于更衣室的公知显示设备上广告与被顾客带入更衣室的带标签的商品有关的货物。根据本发明的计算机程序能够用补充商品匹配带入更衣室的商品，并且将补充商品出售给隐秘的更衣室中的顾客。该销售方法比在商店其它地方的一般广告更集中和针对个人的，因为该广告只能由更衣室内的顾客所享用，在那里，顾客能够亲自地考虑所广告的商品，没有公众的关注或压力。这些广告以顾客将商品带入到更衣室而表现了兴趣的带标签的商品为基础。因此，该追踪系统不用监视人的机器或商店职员就提供了集中的非侵入性销售工具或顾客的专门售货员。

实施例3：客流/计划图(plan-a-gram)/店内营销-基于顾客的电子阴影和在固定的商店设施和/或地面上的固定RFID传感器的参考地图，可以建立趋势分析来了解客流。该趋势分析能够提供销售规划，从而优化商店内的客流。

该相同的情况与减价货架和/或商店营销一起，还能够建立趋势分析来优化零售环境内的通知和减价位置。通过将该信息与在顾客手中或顾客前面的产品的知识结合，还可以例如根据顾客考虑产品的时间和顾客购买所考虑的产品的次数的百分率来建立趋势分析。

在适当位置的适当产品可以改进整个销售。电子检验确切产品和类型的能力能够用来监控库存/位置，并根据所确定的销售规律采取矫正措施。

实施例4：人计数-在零售店的出口/进口使用电子阴影可以提供准确的人计数和实时历史数据库。人计数值和实时信息能够提供广告活动的衡量标准。根据优选实施方案的追踪系统还可以提供在需要知道这种信息的其它地方，例如交通中心、会议中心、运动会场、贸易展览等的准确人计数。

实施例5：售货员效率-该追踪系统可以追踪在销售员身上的移动RFID传感器以监视该销售员整个工作日的行动。例如，接近顾客的电子阴影的销售员身上的移动RFID传感器能够指示在销售员和顾客之间的相互作用时间。这种相互作用时间能够通过追踪系统作为最大程度提高销售人员效率的辅助手段来记录。

实施例6：实时库存-固有电子阴影可以提供实时库存追踪，从而提供了劳动力的成本节约。实时库存还确保了适当的商品在商店的适当位置。

如上所述，本发明的追踪系统优选用实时软件(例如中间件，固件，应用程序)来实施。该追踪系统可以通过各种方法来检测运动。例如，该追踪系统可以通过确定的定位来检测运动，其中目标物(例如带标签的物品)被天线所发现和在传感器网络内运动。该追踪系统还可以通过持久不存在来检测运动，其中在传感器网络内的目标物消失，没有相关阴影。在该情况下，追踪系统可以假定以下任何一种情况，并通知附近的销售员：a)标签变坏；b)标签引起了干扰；或c)某些东西丢失。该追踪系统可以进一步通过阴影缺失来检测运动，其中标签消失和具有屏蔽标签的阴影，当阴影移动，或者标签保持消失和相关的阴影移动时，该标签被发现。该追踪系统还可以检测人阴影的移动，其中人产生了被天线发现的电子阴影并且人在传感器网络内移动。移动检测能够被障碍物阻挡，这能够由推来推去的购物车、商店柱子、陈列台、销售用物体(例如货架)所引起。使用多个天线可以消除这些障碍物的影响。

如上所述，根据优选实施方案的追踪系统可以探测偷窃。例如，可以通过追踪朝向非购买商品的出口的标签或阴影运动矢量来探测，尤其如果标签/阴影不首先通过销售点。该追踪系统还可以通过贴标签的物品(例如衬箔的加压袋(booster bag)，童车，购物袋)的突然失去来检测偷窃，其中与阴影有关的标签消失。该追踪系统可以非侵入性地检测更衣室区域的偷窃，例如，如果人们在更衣室内使标签失效，并留下相关的阴影。而且，该追踪系统可以通过在销售点的偷窃控制来检测偷窃。例如，如果职员没有将所有产品扫描到销售记录中，该追踪系统可以追踪与商品有关的阴影。

取决于其应用，该追踪系统提供了许多效率衡量标准。例如，该追踪系统可以监视佩戴RFID徽章的销售员的工作效率，因为该追踪系统通过结合销售员的RFID徽章与顾客的阴影来识别销售员是否和多长时间一次问候和服务顾客。另外，该追踪系统通过检查商品和货物是否在适当位置而有助于销售。而且，该追踪系统可以监视顾客相互作用，因为该追踪系统可以非侵入性确定顾客在哪儿。此外，该追踪系统可以监视顾客路径流，交通模式，逗留模式和接受率。这种信息可以指导商人将顾客吸引到购物经历中。

本领域的技术人员可以理解，在不偏离本发明的宽广的发明原理的情况下，可以对上述实施方案进行改动。例如，这些实施方案可以改变为采用从赫兹带经兆兆带到非电离带的其它频率来操作。与非电离辐射相反，非电离频率作为用电离辐射区分的偶联方法非常有效。因此，应该理解的是，本发明不限于所公开的特定实施方案，而是意图涵盖在本发明的主旨和范围内的改变。不用进一步的详尽的细节，以上内容完全说明了本发明，通过应用目前或未来的知识，他人可以容易地采用它在各种服务条件下使用。

Claims (27)

1.一种追踪系统，其包括：

一个位于第一位置的识别传感器，所述识别传感器具有响应电路；

一个位于第二位置的天线，所述天线适于经由其间的通信信号通过在所述天线和所述识别传感器之间的交互式偶联来检测所述识别传感器；以及

一个处理元件，其适于通过所述天线确定所述识别传感器的检测的缺失，将检测的缺失解释为在第一位置和第二位置之间的电子阴影的标记，以及将物体的存在推断为电子阴影的原因。

2.如权利要求1所述的追踪系统，进一步包括多个识别传感器，每个所述的多个识别传感器定位在各自位置，以便通过各传感器和所述天线之间的交互式偶联来检测，其中所述处理元件进一步适于通过所述天线测定所述多个识别传感器的至少一个的检测的缺失，将该检测的缺失解释为在所述天线和所述多个识别传感器的至少一个之间的电子阴影的标记，以及将至少一个物体的存在推断为电子阴影的原因。

3.如权利要求2所述的追踪系统，其中所述天线适于通过在所述天线和所述识别传感器之间的反复交互式偶联来定期检测所述多个识别传感器，并且所述处理元件进一步适于通过监视电子阴影的运动来追踪物体的运动。

4.如权利要求2所述的追踪系统，其中所述多个识别传感器的每一个被固定。

5.如权利要求4所述的追踪系统，所述天线进一步适于通过在所述天线和移动的识别标签之间的交互式偶联来检测与电子阴影相邻的移动识别标签，所述处理元件将移动识别标签与电子阴影结合。

6.如权利要求5所述的追踪系统，其中所述处理元件进一步适于通过监视相关的电子阴影的运动来追踪移动识别标签的运动。

7.如权利要求4所述的追踪系统，所述天线进一步适于通过在所述天线和移动识别标签之间的交互式偶联来检测附着于产品的移动识别标签，所述处理元件将产品与电子阴影联系起来。

8.如权利要求7所述的追踪系统，其中所述处理元件进一步适于通过监视电子阴影的运动来追踪产品的运动。

9.如权利要求7所述的追踪系统，其中所述处理元件进一步适于将产品与和该产品有关的补充产品联系起来，并且进一步包括与所述处理元件通信的显示设备，用于广告该补充产品。

10.如权利要求1所述的追踪系统，进一步包括多个天线，每个所述的多个天线定位在各自固定位置，以便经由其间的通信信号通过所述天线和所述识别传感器之间的交互式偶联来检测所述识别传感器，其中所述处理元件进一步适于通过所述多个天线的至少一个测定所述识别传感器的检测的缺失，将该检测的缺失解释为在所述识别传感器和所述多个天线的至少一个之间的电子阴影的标记，以及通过所述多个天线根据所述识别传感器的检测或检测缺失来估计物体的大小。

11.如权利要求1所述的追踪系统，进一步包括多个识别传感器和多个天线，所述多个识别传感器的每一个定位在第一位置的各自固定部分，所述多个天线的每一个定位在第二位置的各自固定部分，用于经由其间的通信信号通过在所述多个天线和所述多个识别传感器之间的交互式偶联来检测所述多个识别传感器的至少一个，其中所述处理元件进一步适于通过所述多个天线的至少一个确定所述多个识别传感器的任何一个的检测的缺失，以及将所述识别传感器的检测的缺失解释为在所述识别传感器和至少一个所述天线之间的电子阴影的标记。

12.如权利要求11所述的追踪系统，其中所述处理元件进一步适于将物体的覆盖区的大小估计为小于电子阴影的大小。

13.如权利要求1所述的追踪系统，其中所述处理元件包括计算机。

14.如权利要求1所述的追踪系统，其中所述处理元件包括计算机程序。

15.如权利要求1所述的追踪系统，其中第一位置是在地面中并且第二位置是在天花板中。

16.如权利要求1所述的追踪系统，其中所述识别传感器是RFID传感器并且所述响应电路是谐振RF电路。

17.一种追踪系统，其包括：

沿在第一位置和第二位置之间的瞄准线传达信号的装置；

用于在第二位置检测传达信号的装置；

用于确定在第二位置的传达信号之一的检测的缺失的装置；

用于将检测的缺失解释为第一位置和第二位置之间的阴影的标记的装置；和

用于将物体的存在推断为该阴影的原因的装置。

18.如权利要求17所述的追踪系统，进一步包括用于估计物体大小的装置。

19.如权利要求17所述的追踪系统，进一步包括用于监视阴影的运动以追踪物体的装置。

20.如权利要求17所述的追踪系统，进一步包括用于检测识别标签的装置，和用于将识别标签与阴影联系的装置。

21.如权利要求17所述的追踪系统，进一步包括用于检测识别标签的装置，用于将识别标签与产品联系的装置，用于将产品跟与该产品有关的补充产品联系的装置，以及用于广告补充产品的装置。

22.一种定向物体的方法，包括：

沿第一位置和第二位置之间的瞄准线传达信号；

在第二位置检测传达信号；

确定在第二位置的传达信号之一的检测的缺失；

将检测的缺失解释为第一位置和第二位置之间的阴影的标记；和

将物体的存在推断为该阴影的原因。

23.如权利要求22所述的方法，进一步包括估计物体的大小。

24.如权利要求22所述的方法，进一步包括监视阴影的运动以追踪物体。

25.如权利要求24所述的方法，进一步包括根据阴影的运动发送警报。

26.如权利要求22所述的方法，进一步包括检测识别标签，并将识别标签与阴影联系起来。

27.如权利要求22所述的方法，进一步包括检测识别标签，将识别标签与产品联系起来，将产品跟与该产品有关的补充产品联系起来，以及广告该补充产品。

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