ES2642009T3 - Método para optimizar la precisión de localización de una etiqueta RFID en un alcance de radio de frecuencia ultra alta en un sistema para la localización de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores - Google Patents

Método para optimizar la precisión de localización de una etiqueta RFID en un alcance de radio de frecuencia ultra alta en un sistema para la localización de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores Download PDF

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Description

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Metodo para optimizar la precision de localizacion de una etiqueta RFID en un alcance de radio de frecuencia ultra alta en un sistema para la localizacion de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores.
[0001] La presente invencion se refiere a un metodo para optimizar la precision de localizacion de una etiqueta RFID en un alcance de radio de frecuencia ultra alta en un sistema para la localizacion de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores, de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
[0002] La tecnologfa RFID, especialmente en un alcance de radio de frecuencia ultra alta (UHF), es bien conocida por el experto y se ha utilizado desde hace tiempo en diversas aplicaciones.
Estos incluyen aplicaciones en el sector de la logfstica, identificacion personal y de vehfculos, asf como en la navegacion interna.
En este sentido, los sistemas de localizacion para etiquetas RFID (transpondedores RFID) comprenden uno o mas lectores UHF en un alcance de radio de frecuencia ultra alta, asf como una pluralidad de etiquetas RFID UHF activas y/o pasivas.
Dependiendo de la configuracion del sistema, los lectores o las etiquetas RFID UHF son moviles, mientras que la respectiva contraparte, es decir, las etiquetas UHF-RFID o los lectores estan disenador para ser fijados.
[0003] Basicamente, los lectores existentes - los sistemas de etiquetas RFID se pueden dividir en dos clases.
Por un lado, existen sistemas para identificar a una persona o un objeto con ayuda de la identificacion biunfvoca de la etiqueta RFID, que se comunica al menos a un lector tan pronto como la etiqueta RFID este situada en el area de lectura de al menos un lector.
Por otro lado, existen sistemas para la localizacion de una etiqueta RFID mediante el metodo de localizacion conocido de la tecnica anterior.
[0004] Como metodos para la localizacion de una etiqueta RFID, se utilizan por ejemplo metodos bidireccionales (TWR), enfoques basados en la intensidad de la senal (RSSI), metodos basados en la diferencia del tiempo de llegada (TDOA), tiempo de llegada (TOA) o diferencia de fase de llegada (PDOA), que son bien conocidos por el experto. En tal sentido, excepto en los metodos TWR y RSSI, se requieren varios lectores dispuestos de manera fija para la localizacion de una etiqueta RFID.
[0005] En sistemas con uno o varios lectores para la localizacion de un etiqueta RFID UHF no se da necesariamente una cobertura completa del area de interes, puesto que por ejemplo, las ondas UHF estan protegidas, reflejadas y flexionadas por superficies y objetos metalicos.
De este modo, las reflexiones pueden superponerse, lo que puede conducir a una amplificacion, o en casos extremos, a un reajuste, asf como a una transmision multitrayecto, llegando en muchos casos al receptor, lo que hace que la precision de localizacion empeore considerablemente.
En sistemas que comprenden una pluralidad de lectores, se puede producir una superposicion entre las senales UHF emitidas por los lectores individuales, las cuales tienen un efecto negativo sobre la precision de deteccion y localizacion.
[0006] Con el fin de mejorar la precision de deteccion y de localizacion en tales sistemas para la localizacion de una etiqueta RFID UHF, es conoce que es necesario medir correspondientemente el entorno interesado ya antes de la instalacion de un sistema o simular la distribucion del campo uHf de los lectores en el espacio.
Esto permite un posicionamiento optimizado de los lectores en el espacio con el fin de asegurar un maximo rendimiento, es decir, una cobertura optima y un modelo de interferencia optimo.
[0007] Sin embargo, este enfoque solo resuelve un problema estatico dependiendo del entorno.
Modificaciones dinamicas, que surgen por ejemplo, cuando una persona entra el espacio, no se registran de manera desventajosa.
[0008] Con el fin de resolver este problema, se han propuesto sistemas que comprenden una pluralidad de lectores para proporcionar etiquetas RFID de referencia instaladas fijamente, donde el comportamiento de respuesta de estas etiquetas se examina durante el funcionamiento con el fin de obtener informacion sobre la distribucion de campo en el espacio.
Estos resultados de medicion dinamicos permiten una optimizacion actual de la configuracion de los lectores, para optimizar a su vez el rendimiento del sistema.
[0009] Puesto que las etiquetas RFID de referencia estan instaladas de manera fija y por lo tanto pertenecen al componente fijo del sistema completo, cuyo comportamiento de respuesta sobre el campo UHF definido puede predecirse con precision.
Las incertidumbres estadfsticas, como en el caso de las etiquetas desconocidas en objetos o personas por identificar, pueden minimizarse ventajosamente leyendo y midiendo las etiquetas antes de la instalacion.
Puesto que estas etiquetas de referencia reaccionan de manera conocida como una excitacion en el campo UHF, su comportamiento de respuesta se puede usar para hacer referencia a la distribucion actual del campo en el espacio.
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[0010] En este sentido, las mediciones de referenda y la correspondiente distribution de campos se pueden almacenar en tablas de busqueda, seleccionandose la distribucion de campo con la correlacion mas alta sobre la base de las respuestas de las etiquetas de referencia.
Una ventaja de este enfoque es que relativamente pocas etiquetas de referencia son necesarias, y por tanto, son necesarias pocas mediciones de referencia.
[0011] Como alternativa a este planteamiento tambien es posible investigar dinamicamente escenarios arbitrarios, donde, sin embargo, para una precision suficiente es necesaria una pluralidad de etiquetas de referencia distribuidas por el espacio a ser examinado y muchas mediciones de referencia, lo que desventajosamente resulta en una disminucion en el fndice de lectura de objetos o personas a identificar.
En la practica se ofrecen soluciones hfbridas como un compromiso, que puede intervenir sobre ambos metodos previamente citados.
[0012] Para los sistemas con uno o varios lectores para identificar una etiqueta RFID UHF, tambien se conoce que los parametros de base varfan casualmente la fase, la amplitud y la frecuencia de los lectores individuales.
En este caso, se genera en el espacio a traves de la superposicion constructiva y destructiva alterna de las ondas UHF de los lectores individuales, de los puntos calientes, es decir, los puntos con amplitud maxima y de los puntos frfos, es decir, los puntos con amplitud minima.
Si hay una etiqueta RFID en un punto frio, no hay suficiente energia en el campo UHF que permita a la etiqueta RFID responder a la solicitud de uno o mas lectores.
Mediante la variacion de los parametros de base anteriormente mencionados, los puntos calientes y los puntos frfos se desplazan en el espacio dependiendo de la configuracion actual de los lectores, por lo que una etiqueta RFID situada en un punto frio se ubica posteriormente en una zona con un alto nivel de energia de campo, lo que posibilita la identificacion de la etiqueta RFID.
[0013] el objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para optimizar la precision de localizacion de una etiqueta RIFD en un alcance de radio de frecuencia ultra alta en un sistema para la localizacion de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores.
[0014] Este objetivo se consigue mediante las caracterfsticas de la reivindicacion 1.
Otras realizaciones y ventajas segun la invencion son evidentes a partir de la reivindicacion subordinada.
[0015] Por consiguiente, se propone un metodo para optimizar la precision de localizacion de una etiqueta RFID en un alcance de radio de frecuencia ultra alta (es decir, preferiblemente en in intervalo con una frecuencia entre 300 MHz y e GHz) en un sistema para la localizacion de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores, en el que primero se lleva a cabo una primera localizacion de la etiqueta RFID a traves de metodos conocidos del estado de la tecnica, en donde para este proposito, la etiqueta RFID es detectada por al menos un lector, en el que una variacion predeterminada de la posicion de fase, de frecuencia y/o de amplitud de la transmision de los lectores individuales son especfficamente puntos frfos, es decir, lugares generados o desplazados en el espacio con una amplitud minima, cuya posicion y volumen se conocen como una funcion de la posicion de fase, de frecuencia y de amplitud de transmision de los lectores individuales por medio de simulaciones y/o mediciones, en el que una etiqueta RFID ya no es detectada por un lector, entonces significa que se halla en un punto frio, que se identifica por medio de la primera localizacion ordinaria de la etiqueta RFID a traves del estado de la tecnica conocida, como resultado de lo cual se hace posible una localizacion precisa de la etiqueta RFID.
[0016] Como metodos para la primera localizacion de las etiquetas RFID se pueden usar, por ejemplo, metodos basados en la intensidad de la senal (RSSI), bidireccionales (TWR), diferencia del tiempo de llegada (TODA), tiempo de llegada (TOA) o metodos de diferencia de fase de llegada (PDOA).
[0017] En un desarrollo adicional de la invencion, se usa al menos una etiqueta RIFD dispuesta de manera fija para la medicion dinamica de la distribucion de campo, donde se examina el comportamiento de respuesta de al menos una etiqueta de referencia durante el funcionamiento para obtener informacion sobre la distribucion de campo en el espacio.
[0018] A traves de la concepcion segun la invencion, se optimiza la precision de localizacion de una etiqueta RFID en un alcance de radio de ultra alta frecuencia en un sistema para la localizacion de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores, sin modificar los componentes del sistema.
Por consiguiente, los sistemas existentes pueden seguir siendo utilizados, lo que resulta en un aumento de la precision de localizacion a bajo costo.
Las etiquetas RFID se pueden implementar como activas (es decir, etiquetas con sus propia fuente de alimentacion) o como etiquetas RFID pasivas.
[0019] La invencion se explica con mas detalle a continuacion, a modo de ejemplo con referencia a las figuras adjuntas, que ilustran una simulacion muy simplificada de unos posibles escenarios.
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[0020] En las figuras incluidas se representa un espacio, cuyos puntos angulares estan dados por las coordenadas {(1,1) (1,-1) (-1,-1) (-1,1)}.
En el espacio se encuentran dos lectores dispuestos de manera fija, lo cuales se representan como grandes puntos negros en los puntos de referencia {(-1; -1) (1, -1)} y estan provistos con la marca de referencia 1, 2.
Ademas, en el espacio se encuentran dos objetos 3, 4, los cuales se representan bidimensionalmente en las figuras ejemplares como triangulos.
[0021] Mediante los objetos 3, 4 se protege el campo UHF de los lectores 1, 2, de modo que ningun campo UHF sea perceptible en areas traseras de los objetos.
Ademas, las ondas UHW transmitidas por los lectores 1, 2 son reflejadas por los objetos 3, 4 sobre las superficies de entrada, que son modeladas por fuentes de radiacion virtuales 5, 6, 7, 8, las cuales se representan en las figuras como pequenos puntos negros en los triangulos blancos 3, 4.
[0022] La retroaccion a peticion del campo de radio de los lectores 1,2 de las etiquetas RFID UHF que responden, puede ser modelada de la misma manera.
Este entorno de simulacion muy simplificado se muestra ya en la Fig. 1, que a traves de la superposicion de las fuentes individuales resulta una distribucion especial de puntos calientes y puntos frfos en el espacio.
En la Fig. 1 no hay ningun desplazamiento de fases entre las senales UHF transmitidas por ambos lectores 1,2.
En la Fig. 2 el desplazamiento de fases entre las senales UHF transmitidas por ambos lectores 1,2 es de n/3, mientras que en la figura 3 es de 2n/3.
[0023] Con referencia a las figuras adjuntas, puede verse que la posicion de los puntos calientes (puntos oscuros) y puntos frfos (puntos blancos) puede ser influenciada unicamente por una variacion ordinaria de las fases de las senales UHF transmitidas por los lectores.
Mediante metodos conocidos de la tecnica anterior para simular ambientes UHF, analisis de las posiciones de fases necesarias, las diferencias de frecuencia y las diferencias de amplitud entre los lectores individuales, se puede llegar a una prediccion sobre la posicion y el volumen de los puntos calientes y frfos en el espacio en cuestion.
Ademas, se puede utilizar al menos una etiqueta RFID de referencia fija para la medicion dinamica de la distribucion de campo.
[0024] Segun la invencion, se propone generar o desplazar selectivamente puntos frfos mediante una variacion predeterminada de la posicion de fase, la frecuencia y/o la amplitud de transmision de los lectores individuales con el fin de determinar la posicion de las etiquetas RFID pertinentes en el espacio tras una localizacion segun un primer estado de la tecnica y por lo tanto permitir una localizacion optimizada.
Si una etiqueta RFlD no reacciona o no responde al campo UHF de los lectores, es que esta situada en un punto frfo, que se identifica mediante la primera localizacion aproximada de la etiqueta RFID mediante metodos conocidos de la tecnica.
El punto frfo en el que se encuentra la etiqueta RFID, es el punto frfo mas proximo a las coordenadas detectadas por la primera localizacion aproximada de la RFID mediante metodos conocidos de la tecnica.
[0025] Dado que se conoce la posicion y el volumen de los puntos frfos en funcion de la posicion de fases, la frecuencia y la amplitud de transmision de los lectores individuales que se determinan por medio de simulaciones y/o mediciones, tambien se conoce la posicion precisa de la etiqueta RFID.

Claims (2)

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    REIVINDICACIONES
    1. Metodo para optimizar la precision de localizacion de una etiqueta RFID en un alcance de radio de frecuencia ultra alta en un sistema para la localizacion de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores, caracterizado por el hecho de que en primer lugar se lleva a cabo una primera localizacion de la etiqueta RFID mediante el metodo bidireccional (TWR), enfoques basados en la intensidad de la senal (RSSI), metodos de la diferencia del tiempo de llegada (TDOA), metodos del tiempo de llegada (TOA) o el metodo de la diferencia de fase de llegada (PDOA), con lo cual, para este fin, de acuerdo con el metodo utilizado para la primera localizacion, la etiqueta RFID es detectada por al menos un lector (1, 2) utilizando el metodo bidireccional (TWR) o enfoques basados en la intensidad de la senal (RSSI) para la primera localizacion, es decir, mas lectores (1, 2) usando los metodos de diferencia del tiempo de llegada (TDOA), el metodo del tiempo de llegada (TOA) o el metodo de diferencia de fase de llegada (PDOA) para la primera localizacion, de manera que posteriormente, mediante una variacion determinada de la posicion de fase, la frecuencia y/o la amplitud de la transmision de los lectores individuales se producen o se desplazan de manera focalizada puntos frfos, es decir, puntos de amplitud minima producidos en el espacio, cuya posicion y volumen se conocen como la funcion de la posicion de fase de la frecuencia y la amplitud de emision de los lectores individuales basandose en simulaciones y/o mediciones, donde cuando la etiqueta RFID ya no es detectada por ningun lector (1, 2), esta se encuentra en un punto frio, que esta mas cercano a las coordenadas detectadas en base a la primera ubicacion de la etiqueta RFID.
  2. 2. Metodo para optimizar la precision de localizacion de una etiqueta RFID en un alcance de radio de frecuencia ultra alta en un sistema para la localizacion de etiquetas RFID que comprende una pluralidad de lectores segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que se utiliza al menos una etiqueta de referencia RFID dispuesta de manera fija para la medicion dinamica de la distribucion de campo, examinandose el comportamiento de respuesta de al menos una etiqueta de referencia durante la puesta en funcionamiento para obtener informacion sobre la distribucion de campo en el espacio.
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