CN1871596A - 配置仓库用于跟踪受控区域内物品位置的系统和方法 - Google Patents

配置仓库用于跟踪受控区域内物品位置的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于在受控区域内跟踪物品位置的位置跟踪系统包括根据位置确定所需的精度来放置的多个RFID标签。配置成用于传输正被跟踪的物品的车辆包括两个RFID询问器，该询问器被配置用于从所述多个RFID标签获取RFID信息并将RFID标签信息传送给位置管理机构。基于所述多个RFID标签的间隔设置所述两个RFID询问器的分隔距离以便得到所需的精度。然后位置管理机构可简单的将RFID标签信息映射成为所述多个标签中的每一个而存储的坐标信息以获得车辆的位置，并因此获得正被运输的物品的位置。

Description

配置仓库用于跟踪受控区域内物品位置的系统和方法
技术领域
本发明总体涉及使用射频识别标签进行跟踪，并且更加具体地说涉及在仓库设施中的车辆上跟踪库存量。
背景技术
在仓库环境中，例如，跟踪和控制库存的能力可能是至关重要的。为了有助于跟踪库存，嵌有RFID标签的地板已经用于帮助对用于在仓库中移动存货的车辆进行定位的处理。嵌入的RFID标签提供一种固定的参考点，可将跟踪系统实时校正至该固定的参考点。在这样一种传统的跟踪系统中，在车辆内的传感器通常用于给处理器提供方向和速度信息，所述处理器然后会使用“航位推测”算法来确定车辆的位置。然而，必须要根据已知基准对这种算法进行周期复位。为此目的近来已经将RFID标签结合到传统的跟踪系统中。例如，已经使用射频识别(RFID)标签来帮助跟踪仓库中叉车的位置。跟踪叉车可例如包括对叉车的位置、方向、速度和速率进行跟踪。
图1表示一使用RFID标签的示例的、传统跟踪系统的顶视图。如图所示，可将多个RFID标签102集结成多个阵列100。可将仓库分隔成多个几何相等的区域150。然后就可沿区域150的周边部署所述多个阵列100中的每一个，如示例区域150a所示。当叉车110通过阵列100中的RFID标签102时，通过叉车110上安装的RFID询问器(未示出)来读取所述标签。来自标签的信息可用于帮助确定RFID询问器(未示出)的位置，并因此用于确定叉车110的位置。
然而，在叉车110上还安装有类似方向陀螺仪和速度传感器的装置，其用于测量叉车110的运动参数。所测量的参数可例如包括叉车110行进的速度、方向和距离。当叉车110驻留在没有用于参考的RFID标签102的区域150内时，例如当叉车110在位置160处时，这些参数连同最后知道的RFID询问器的位置和自从进行上次读取所过去的时间可用于计算叉车110的近似位置。
例如，可将测量的参数传送给中心服务器，可配置中心服务器使用“航位推测”法来估计叉车110的位置。然而所述估计难免会包括错误。为了有助于校正错误，无论何时叉车110通过允许RFID询问器获得RFID标签信息的RFID标签102的范围内时，都可调节位置估计。然后还可将RFID标签信息发送给中心服务器，其可使用RFID标签信息以较高的精度确定叉车110的位置。
叉车110的位置可用于跟踪叉车运输的物品的位置。因此，在整个仓库内都可对物品进行跟踪。
关于图1所述的方法的问题是用于测量速度、方向和其它运动参数的设备要安装在仓库中的所有叉车上将是非常昂贵的。另外，如果叉车110长期在区域150的范围内移动而不会进入RFID标签102的范围，则位置估计错误将会累积，从而会降低位置估计的精度。
发明内容
一种用于在受控区域内跟踪物品位置的位置跟踪系统包括根据位置确定所需的精度放置的多个RFID标签。配置用于运输正被跟踪的物品的车辆就可包括两个RFID询问器，其被配置用于从所述多个RFID标签获取RFID信息并将RFID标签信息传送给一个位置管理机构(location authority)。可基于所述多个RFID标签的间隔设置所述两个RFID询问器的分隔距离以便得到所需的精度。然后位置管理机构可简单的将RFID标签信息映射成为所述多个标签中的每一个而存储的坐标信息以获得车辆的位置，并因此获得正被运输的物品的位置。
下面将在标题为“具体实施方式”的部分中说明本发明的这些和其它特征、方面和实施例。
附图说明
将根据附图来说明本发明的各个特征、方面和实施例，其中：
图1为表示一使用RFID标签来跟踪受控区域内物品位置的典型跟踪系统的示图；
图2为表示根据本发明一个实施例的用于以RFID标签配置受控区域以跟踪物品在受控区域内的位置的示例方法的流程图；
图3为表示根据图2的方法的配置有RFID标签的受控区域的示图；
图4为表示根据本发明一个实施例的用于跟踪图3的受控区域内物品位置的示例处理的流程图；
图5为表示可包括部分位置管理机构的示例计算机系统的示图，所述位置管理机构包括在根据本发明一个实施例配置的跟踪系统中。
具体实施方式
图2为表示根据所述系统及其中所述的方法的一个实施例的用于配置带有RFID标签的受控区域以跟踪物品在受控区域内的位置的示例方法的流程图。第一步202包括确定用于物品位置的期望精度。接着，在步骤204，基于期望的或所需要的精度确定RFID标签的位置以便能够获得期望的精度。
例如，如果所需的精度是+/-1英尺，那么就不应将RFID标签分离的放置成远于1英尺，即应使用1英尺或更少的间隔来定位RFID标签。如果使用小于1英尺的间隔，那么就能获得更好的分辨率。在某些实施例中，RFID标签被放置在受控区域地板上的栅格图形中，受控区域的地板可例如是仓库的一部分。因此，为了确保适当的分辨率，格子间隔应该例如小于或等于1英尺。
另外，RFID标签的位置应参照受控区域中的一个或多个已知位置。换句话说，其位置是已知的一个或多个标志将被用作RFID标签位置的基准。关于这些标志的RFID标签的位置应该以相对较高的精度来获知。
在步骤206，确定RFID标签是否正被安装在新的设备中。如果是这样的情况，那么例如在步骤210就可将RFID标签配置成条带，它们可以被依次放置在覆盖控制区域的地板上。为了保持必要的间隔，当将RFID标签装配到条带中时应相应的将RFID标签间隔开并且应相应的将所述条带放置到地板上。可将所述条带粘贴或以别的方式固定到地板上并用保护材料覆盖。保护材料可例如包括水磨石，可将其浇铸到固定的条带上。
如果在步骤206确定设备不是新的，那么可对包括受控区域的设备地板进行改型以适应RFID标签。可使用若干种方法来实现对旧地板进行的改型。例如，可将RFID标签嵌入到不引人注意的标志中，例如类似于在高速公路行车道中使用的那些标志中。然后应该用在步骤204中确定的适当间隔来放置标志。例如，可在地板上应用适当间隔的粉化(chalked)的栅格。在每个交点处，可将一个标志粘贴到混凝土上。例如在能够承受小的冲击的情况下可使用该方法。
可选择的，可使用钻孔装置在地板上钻孔，孔应被适当的间隔开。例如，可在水泥地板上钻取近似1/2”深度的圆形平底孔。然后就可将插入(poker)芯片尺寸的RFID标签插入到每个孔中。然后可用速凝水泥补块来填充所述孔。可例如在地板必须保持水平时使用该方法。
当在步骤212一旦放置了所有标签，在步骤214就能确定用于在受控区域内传送物品的车辆上安装询问器的位置。可基于在步骤204确定的距RFID标签的间隔来安置询问器。如下所述，根据本发明所述的系统和方法配置的车辆可配置两个询问器以便去除昂贵的测量装置，例如方向陀螺仪。在某些实施例中，RFID询问器是沿车辆的中心线进行定位的。然而，优选的，可通过大于RFID标签的间隔的距离来分开询问器。例如，已经显示出4倍标签间隔的分隔距离可以产生足够精确的结果。
应该注意为了本说明书和下述权利要求的目的，术语RFID询问器可指代包括解码器、RF收发机和天线的完整RFID询问器。可选择的，可使用带有多个天线的单一询问器。在后面的情况中，在步骤214确定的分隔距离和位置可指代天线的位置和分隔距离。
在步骤216，可基于在步骤214确定的位置将RFID询问器安装到用于在受控区域内传送物品的所有车辆上。
图3为表示根据图2的方法配置有RFID标签的受控区域的示图。因此，例如，可在具有相关间隔(S1)的栅格中配置多个RFID标签302，所述相关间隔(S1)足以确保能够获得期望精度的位置信息。可例如将所述栅格安装在包括其中正对物品进行跟踪的受控区域300的设备地板中。如果设备是新的，则可在条带312中配置所述多个RFID标签302。可选择的，如果设备是现有的设备，则可通过各种改型方法来安装所述多个RFID标签302。
在图3的示例中，叉车304用于在受控区300内移动物品310。可配置位置管理机构320来跟踪物品310在受控区域300的位置。例如，可将物品310的位置存储在数据库322中，其包括位置管理机构320的一部分或者与其相接口。因此位置管理机构320可包括配置用于运行跟踪物品310位置的位置应用程序的服务器或其它计算机系统。
叉车310可包括彼此分开一个距离(S2)的RFID询问器308和306。如上所述，分隔距离(S2)关于间隔(S1)应足以提供所需的精度。还应该记住根据所述实施例，RFID询问器306和308可能是完整RFID询问器或与单个RFID询问器接口的分离天线。
可配置RFID询问器306和308以从RFID标签302读取信息和将所述信息转发给位置管理机构320。例如，叉车304还可包括无线通信装置316，其被配置用于通过无线通信链路324传送RFID标签信息。类似的，位置管理机构320可与配置用于接收通过无线通信链路324传送的RFID标签信息的无线通信装置314相接口。
还可配置无线通信装置314以通过无线通信链路324将对由位置管理机构320产生的信息的请求传送给叉车304。因此，无线通信装置314和316每个都可被配置用于双向通信，即无线通信装置314和316可包括无线通信收发机。无线通信装置314和316可被配置用于执行任何无线通信标准，唯一的要求是无线通信链路324的范围足以使位置管理机构320能够通过如特定的实施过程所要求的受控区域300跟踪叉车304。
因此，可配置位置管理机构320以使用由RFID询问器306和308读取的RFID标签信息来跟踪叉车304的位置，例如，使用存储在数据库322中的信息。该术语“数据库(database)”仅仅意味着推断位置管理机构320可具有对其有用的信息，且该信息以某一种方式进行组织并且可用于跟踪叉车304和物品310的位置。另外，术语“数据库”还意味着推断位置管理机构320可被配置用于以某一种组织方式存储位置相关信息。
图4为表示根据本发明所述系统和方法的一个实施例的用于跟踪受控区域内的物品位置的示例方法的流程图。换句话说，位置管理机构320可例如被配置成执行一个位置跟踪应用程序，以促使位置管理机构320执行图4中所示的步骤。
首先，在步骤402，位置管理机构可确定前RFID询问器308的位置。例如，当叉车304通过RFID标签302时，可配置RFID询问器308从标签302读取信息。然后可例如通过无线通信链路324将询问器308读取的信息传送给位置管理机构320。可配置位置管理机构320以使用RFID标签信息确定前RFID询问器308的位置。
RFID标签信息可例如包括识别特定RFID标签的唯一识别符。可基于所述唯一识别符来配置数据库322以存储每个RFID标签的位置图(map)。因此，当位置管理机构320接收RFID标签信息时，可对其进行配置以仅仅执行与接收的信息相关的RFID标签的位置的查找以便确定前RFID询问器308的位置。
在步骤416中可将RFID标签信息与时间标记(time stamp)相关联，并将其存储在例如数据库322中以供日后使用。可选择的，或者另外，在步骤416中可对前RFID询问器308的实际位置进行时间标记并存储。
类似的，在步骤404，可配置位置管理机构320来确定后RFID询问器306的位置。然后在步骤418中可对RFID标签信息和/或RFID询问器306的位置进行时间标记和存储。
在步骤406可配置位置管理机构320使用在步骤402和/或步骤404中接收的RFID标签信息确定叉车304的位置。例如，在一个实施例中，前RFID询问器的最后报告的位置仅被用作叉车304的当前位置。可通过位置管理机构320连续更新叉车的位置并将其例如存储在数据库322中。另外，随着RFID标签信息的接收，还可连续的、周期的或甚至非周期的更新(步骤424)物品310的位置。
然后可配置位置管理机构320以在步骤408例如使用在步骤402和/或步骤404接收的RFID标签信息确定叉车304的方向。例如，基于从RFID询问器306和308接收的RFID标签信息，可配置位置管理机构320以确定叉车304前进的方向(d1)。随着叉车304例如沿路径(p)前进，方向信息可被更新以显示叉车304已经改变方向并沿方向(d2)前进。可通过位置管理机构320来更新和存储方向信息。
另外，可在步骤410配置位置管理机构320确定方向角(α)，可将其例如存储在数据库322中。然后，在步骤412，可配置位置管理机构320以将当前的方向角(α)与一个或多个预先确定的方向角(α)进行比较以便在步骤414平滑(smooth out)与叉车304相关的方向。
在步骤420，可基于在步骤416和/或步骤418存储的时间标记信息配置位置管理机构320来确定叉车304的速度。
叉车304还可包括一个适当的传感器或其它反馈，其被配置用于检测何时发生特殊事件，例如拾取或装载物品310、卸下或卸载物品310等。可例如通过无线通信链路324或通过某一其它方法(例如手工输入)将该信息发送给位置管理机构320。配置所述传感器检测例如叉车304的叉臂上重量的增加或减少。重量增加可指示叉车304已拾取了物品310，而重量减少可指示物品310被卸载了。
因此，在步骤422，可配置位置管理机构320来确定已经发生一个事件并相应地更新物品310的位置。
应该注意位置管理机构320或其一些部分可实际随车保留在叉车304上。因此，可通过随车携带的位置管理机构320来确定叉车304的位置、方向、速度等并将其传送给外部系统，例如材料管理系统，以跟踪物品310的位置。如果是这种情况，那么就可配置位置管理机构320以传送位置和其它信息，例如在步骤422中检测的每个时间与事件。
还可配置位置管理机构320以在步骤426产生信息请求，可例如通过无线通信链路324将所述信息请求传送给叉车304。在步骤428可响应在步骤426发送的请求接收来自RFID询问器306和308的信息。可选择的，可例如通过材料管理系统来产生在步骤426发送的请求并将其发送给随车携带的位置管理机构320。因此，步骤428中的响应可包括如通过随车携带的位置管理机构320确定的位置、方向、速度等。
图5为表示可用于实现位置管理机构320的计算机系统500的一个典型实施例的逻辑方框图。
应该理解，某一类型的处理系统总是在任一计算机系统的核心处，而处理系统包括一个或若干个包括在一个或多个装置中的处理器。因此，图5的计算机系统是处理系统的简单示例。在图5的例子中，计算机系统500包括配置用于控制计算机系统500的操作的处理单元510、存储器504、存储装置506、输入/输出(I/O)接口508、显示输出端512、用户接口514和配置用于与包括计算机系统500的各种部件相接口的总线502。
在一个实施例中，处理单元510包括多个处理电路，例如数学协处理器、网络处理器、数字信号处理器、音频处理器等。根据所述实施例，这些各式各样的电路可被包括在一个装置或多个装置中。处理单元510还包括一个执行区域，存储在存储器504中的指令可被装载到其中并由处理单元510执行以便控制计算机系统500的操作。因此，例如，通过执行存储在存储器504中的指令，处理单元510可被配置用于执行通过图4的方法所示的功能性。
存储器504可包括配置用于存储刚刚提及的指令的一个主存储器。在一个实施例中，存储器504还可包括一个辅助存储器，用于暂时存储指令或存储输入到计算机系统500中的信息，即存储器504还可用作暂时存储器(scratch memory)。根据所述实施例，存储器504可包括多个存储器电路，可将其包括作为单个装置或作为多个装置。
在某些实施例中，存储装置506可包括多个驱动器，其被配置用于接收各种电子介质。例如，在一个实施例中，存储装置506包括用于接收软盘的软驱、接收光盘的光盘驱动器和/或配置用于接收数字视频盘的数字视频盘驱动器。在另一个实施例中，存储装置506还可包括盘驱动器，其可包括可拆除盘驱动器。存储装置506中包括的驱动器可例如用于接收电子介质，在所述电子介质上存储有将要装载到存储器504中并由处理单元510使用以控制计算机系统500的操作的指令。
另外，存储装置506还可被配置用于存储上面提及的各种信息。可选择的，存储装置506可包括配置用于使计算机系统500与外部存储装置(例如数据库322)相接口的接口。
I/O接口508可被配置以允许计算机系统500与各种输入和/或输出装置相接口。因此，I/O接口508可包括从无线通信装置314接收信号的接口硬件。在随车的实施例中，I/O接口508可被配置以使计算机系统500与RFID询问器306和308以及无线通信装置316相接口。
显示接口512可被配置以允许计算机系统500与显示器相接口。因此，计算机系统500可通过显示接口512将涉及叉车304和/或物品310位置的信息显示给用户。
用户接口514可被配置以允许用户与计算机系统500相接口。因此，根据所述实施例，用户接口514可包括鼠标接口、键盘接口、音频接口等。
应该清楚上面提供的计算机系统的概括说明仅仅是示例性的，并且不应看成将位置管理机构320的实施例限制为任何特殊的计算机架构或实施例。相反，可使用能够执行上述的处理和功能性的任何架构或实施例来实现本发明所述的系统和方法。
虽然上面已经说明了本发明的某些实施例，但应该理解所述的实施例仅仅是示例性的。因此，不应根据所述的实施例来限制本发明。例如，虽然上面说明了涉及叉车的实施例，但应该清楚此处所述的系统和方法可等价的应用于跟踪宽范围的车辆和物品的实施例。因此，此处所述的本发明的范围仅应该根据下面结合上面的说明和附图所得出的权利要求来限定。

Claims (28)

1.一种使用RFID标签配置受控区域以跟踪受控区域内物品位置的方法，所述方法包括：
确定物品位置的测量精度；
根据确定的测量精度确定多个RFID标签的位置；和
根据所述确定的位置放置所述多个RFID标签。
2.如权利要求1所述的方法，其中确定位置包括确定用于所述多个RFID标签中的每一个的间隔。
3.如权利要求2所述的方法，其中所确定的间隔小于或等于所述确定的测量精度。
4.如权利要求2所述的方法，其中确定位置还包括根据所确定的间隔在一个栅格中放置所述多个RFID标签中的每一个。
5.如权利要求1所述的方法，其中放置多个RFID标签包括将所述多个RFID标签装配成多个条带并根据所述确定的位置放置所述多个条带。
6.如权利要求5所述的方法，还包括用一种保护材料覆盖所述多个条带中的每一个。
7.如权利要求1所述的方法，其中放置多个RFID标签包括对所述受控区域的地板进行改型。
8.如权利要求7所述的方法，其中对地板改型包括将所述多个RFID标签中的每一个嵌入到不引人注意的标志中并在地板上安装所述标志。
9.如权利要求7所述的方法，其中对地板改型包括对于所述多个RFID标签中的每一个，在地板上打孔，将RFID标签插入到孔中并填充孔。
10.如权利要求9所述的方法，其中打孔包括在地板上钻孔。
11.如权利要求2所述的方法，还包括在用于在受控区域内移动物品的车辆上放置两个RFID询问器，所述RFID询问器被分开一个距离，该距离基于所述多个RFID标签的确定间隔。
12.其中如权利要求11所述的方法，其中RFID询问器的分隔距离大于为所述多个RFID标签中的每一个确定的间隔。
13.如权利要求12所述的方法，其中RFID询问器的分隔距离比为所述多个RFID标签中的每一个确定的间隔大至少四倍。
14.如权利要求11所述的方法，其中RFID询问器被放置在车辆的中心线上。
15.一种使用RFID标签配置受控区域以跟踪受控区域内物品位置的方法，所述方法包括：
确定物品位置的测量精度；
根据确定的测量精度确定多个RFID标签的位置；和
根据所述确定的位置将所述多个RFID标签装配成多个条带并放置所述多个条带。
16.如权利要求15所述的方法，其中确定位置包括确定用于所述多个RFID标签中的每一个的间隔。
17.如权利要求16所述的方法，其中所确定的间隔小于或等于所述确定的测量精度。
18.如权利要求16所述的方法，其中确定位置还包括根据所确定的间隔在一个栅格中安置所述多个RFID标签中的每一个。
19.如权利要求15所述的方法，还包括用一种保护材料覆盖所述多个条带中的每一个。
20.一种使用RFID标签配置受控区域以跟踪受控区域内物品位置的方法，所述方法包括：
确定物品位置的测量精度；
根据确定的测量精度确定多个RFID标签的位置；和
根据所述确定的位置将所述多个RFID标签中的每一个嵌入到一个不引人注意的标志中并将所述标志安装到地板上。
21.如权利要求20所述的方法，其中确定位置包括确定用于所述多个RFID标签中的每一个的间隔。
22.如权利要求20所述的方法，其中所确定的间隔小于或等于所述确定的测量精度。
23.如权利要求20所述的方法，其中确定位置还包括根据所确定的间隔在一个栅格中放置所述多个RFID标签中的每一个。
24.一种使用RFID标签配置受控区域以跟踪受控区域内物品位置的方法，所述方法包括：
确定物品位置的测量精度；
根据确定的测量精度确定多个RFID标签的位置；和
对于所述多个RFID标签中的每一个，根据确定的位置在地板上打孔，将RFID标签插入到所述孔中，并填充孔。
25.如权利要求24所述的方法，其中打孔包括在地板上钻孔。
26.如权利要求24所述的方法，其中确定位置包括为所述多个RFID标签中的每一个确定一个间隔。
27.如权利要求26所述的方法，其中所确定的间隔小于或等于所述确定的测量精度。
28.如权利要求26所述的方法，其中确定位置还包括根据所确定的间隔在一个栅格中放置所述多个RFID标签中的每一个。
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