SE512488C2 - Method and system for remote detection of markers - Google Patents

Method and system for remote detection of markers

Info

Publication number
SE512488C2
SE512488C2 SE9801912A SE9801912A SE512488C2 SE 512488 C2 SE512488 C2 SE 512488C2 SE 9801912 A SE9801912 A SE 9801912A SE 9801912 A SE9801912 A SE 9801912A SE 512488 C2 SE512488 C2 SE 512488C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
orientation
magnetic
magnetic field
elements
resonant frequency
Prior art date
Application number
SE9801912A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9801912L (en
SE9801912D0 (en
Inventor
Carl Tyren
Original Assignee
Rso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rso Corp filed Critical Rso Corp
Priority to SE9801912A priority Critical patent/SE512488C2/en
Publication of SE9801912D0 publication Critical patent/SE9801912D0/en
Priority to EP99929978A priority patent/EP1080441A1/en
Priority to JP2000551350A priority patent/JP2002517004A/en
Priority to PCT/SE1999/000786 priority patent/WO1999062020A1/en
Publication of SE9801912L publication Critical patent/SE9801912L/en
Publication of SE512488C2 publication Critical patent/SE512488C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2405Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used
    • G08B13/2408Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used using ferromagnetic tags
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/0672Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with resonating marks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/08Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes
    • G06K7/082Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes using inductive or magnetic sensors
    • G06K7/083Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes using inductive or magnetic sensors inductive
    • G06K7/086Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes using inductive or magnetic sensors inductive sensing passive circuit, e.g. resonant circuit transponders
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2451Specific applications combined with EAS
    • G08B13/246Check out systems combined with EAS, e.g. price information stored on EAS tag
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2465Aspects related to the EAS system, e.g. system components other than tags
    • G08B13/2485Simultaneous detection of multiple EAS tags

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

A method and a system is provided for remote detection of markers (10), each marker comprising at least two magnetic elements (13) arranged in a predetermined relationship providing an identity of the marker, by either exciting a respective magnetic element (13) to resonate mechanically or by exciting an electrical resonant circuit (14), to which the respective magnetic element (13) is coupled, to oscillate electrically. A resonant frequency (f?res?) of the respective magnetic element or of the electrical resonant circuit depends on an applied magnetic field (H), which is given a varying orientation. A corresponding variation in the resonant frequency (f?res?) is monitored, and an extreme value (f?min local?) of the variation is detected. A momentary orientation ( alpha ?min local?) of the magnetic field is determined in response to the detection of the extreme value, and an orientation of the respective element (13) is determined from this momentary field orientation.

Description

W Ü 20 25 30 35 512 .488 2 materialet, benämnd delta-E-effekten, beror vidare resonansfrekvensen hos varje element även av den magnetiska fältstyrkan eller flödesintensiteten längs elementets huvudriktning (längdriktning). Denna materialegenskap används enligt WO88/01427 för att möjliggöra samtidig detektering av flera identiska markörer. En spolanordning är anordnad att alstra ett heterogent magnetiskt förspänningsfält, varvid två samtidigt i detekteringszonen förekommande markörer kommer att utsättas för olika magnetiska fältstyrkor och kommer därför även att uppvisa olika resonansfrekvenser för de i markörerna ingående magnetiska elementen. The material, called the delta-E effect, further depends on the resonant frequency of each element also on the magnetic field strength or the flow intensity along the main direction (longitudinal direction) of the element. This material property is used according to WO88 / 01427 to enable simultaneous detection of several identical markers. A coil device is arranged to generate a heterogeneous magnetic bias field, wherein two markers present simultaneously in the detection zone will be exposed to different magnetic field strengths and will therefore also have different resonant frequencies for the magnetic elements included in the markers.

WO93/14478 visar ett liknande system, där markörerna emellertid är försedda med en eller flera elektriska resonanskretsar, vilka var och en är induktivt kopplad till ett respektive magnetiskt givarelement. Det magnetiska elementets relativa permeabilitet pp påverkas av det heterogena magnetfältet, och pga den induktiva kopplingen mellan det magnetiska elementet och resonanskretsen påver- kas även resonanskretsens resonansfrekvens av det hetero- gena magnetfältet. Markörerna i WO93/14478 exciteras och detekteras genom elektromagnetiska eller magnetiska signaler.WO93 / 14478 discloses a similar system, in which, however, the markers are provided with one or more electrical resonant circuits, each of which is inductively coupled to a respective magnetic sensor element. The relative permeability of the magnetic element pp is affected by the heterogeneous magnetic field, and due to the inductive coupling between the magnetic element and the resonant circuit, the resonant frequency of the resonant circuit is also affected by the heterogeneous magnetic field. The markers in WO93 / 14478 are excited and detected by electromagnetic or magnetic signals.

De magnetiska elementen hos varje markör är anordnade att representera en viss informationsmängd, såsom en iden- titet för respektive markör, ett artikelnummer osv. För markörer, där de magnetiska elementen är anordnade i vinkelförhållanden med avseende på varandra, representeras informationen av de respektive vinklarna mellan par av magnetiska element, och för markörer, där de magnetiska elementen är anordnade parallella med varandra, med fasta avstånd mellan angränsande element, representeras infor- mationen av avstånden. Ytterligare information kan rep- resenteras genom att utnyttja element av olika slag, exempelvis av olika längder eller med olika massor. Ett 10 15 20 25 30 35 512 438 3 sätt att uppnå magnetiska givarelement med olika massor, och följaktligen olika resonansfrekvenser, är känt genom WO95/29534.The magnetic elements of each marker are arranged to represent a certain amount of information, such as an identity for each marker, an article number, and so on. For markers, where the magnetic elements are arranged in angular relations with respect to each other, the information is represented by the respective angles between pairs of magnetic elements, and for markers, where the magnetic elements are arranged parallel to each other, with fixed distances between adjacent elements, the information of the distances. Additional information can be represented by using elements of different types, for example of different lengths or with different masses. A method of achieving magnetic sensor elements with different masses, and consequently different resonant frequencies, is known from WO95 / 29534.

En metod för samtidig detektering av flera markörer är känd genom WO95/29467. Markörerna och de däri ingående magnetiska elementen utsätts för en följd av olika magnet- fältsituationer. Resonansfrekvenserna för alla i detek- teringszonen förekommande element detekteras för varje magnetfältsituation, och komposanten hos den magnetiska fältvektorn längs varje elements längdriktning bestäms ur motsvarande-detekterade resonansfrekvens. Alla möjliga kombinationer av vinkelförhàllanden mellan par av element i en markör bestäms, och för en sådan kombination beräknas resulterande magnetfältvektorer ur olika par av de fast- ställda komposanterna för en given magnetfältsituation genom användning av vinkelförhällandena för den givna kombinationen. Varje kombination elimineras, som inte uppvisar identiska resulterande magnetfältvektorer vid beräkning för olika par av element, och proceduren upprepas, till dess endast sådana kombinationer kvarstår, vilka motsvarar verkliga elementkombinationer hos markörer inom detekteringszonen.A method for simultaneous detection of several markers is known from WO95 / 29467. The markers and the magnetic elements contained therein are exposed to a sequence of different magnetic field situations. The resonant frequencies of all elements present in the detection zone are detected for each magnetic field situation, and the component of the magnetic field vector along the longitudinal direction of each element is determined from the corresponding-detected resonant frequency. All possible combinations of angular relationships between pairs of elements in a marker are determined, and for such a combination the resulting magnetic field vectors are calculated from different pairs of the determined components for a given magnetic field situation by using the angular relationships for the given combination. Each combination is eliminated which does not exhibit identical resulting magnetic field vectors when calculating for different pairs of elements, and the procedure is repeated until only those combinations remain which correspond to actual element combinations of markers within the detection zone.

Metoden enligt WO95/29467 är fördelaktig på så vis, att den samtidigt förmår bearbeta och identifiera flera identiska markörer i detekteringszonen. Om det totala antalet möjliga kodvärden (antalet olika vinkelelement- arrangemang) är stort, blir emellertid det totala antalet beräkningar som måste utföras väldigt stort, och iden- tifieringsprocessen kan behöva fortgå under en ansenlig tid, till dess samtliga i detekteringszonen förekommande element har identifierats korrekt. Det föreligger därför ett behov av en snabbare detekteringsmetod och ett snabbare detekteringssystem, vilka fortare förmår identifiera markörerna.The method according to WO95 / 29467 is advantageous in that it is able to simultaneously process and identify several identical markers in the detection zone. However, if the total number of possible code values (number of different angular element arrangements) is large, the total number of calculations that must be performed becomes very large, and the identification process may need to continue for a considerable time, until all elements present in the detection zone have been correctly identified. . There is therefore a need for a faster detection method and a faster detection system, which are able to identify the markers faster.

N U 20 25 30 35 r-stf-za; äfea a Samanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att möjlig- göra snabbare detektering av markörer för fjärrdetektering av föremål. Syftet uppnås genom en metod och ett system enligt bifogade självständiga patentkrav. Syftet har väsentligen uppnåtts genom insikten att en markör mycket snabbt kan identifieras genom att utsätta densamma för ett roterande magnetfält, vars magnetfältvektor roterar 360°, medan man kontinuerligt övervakar en variation hos de frán respektive magnetelement härrörande resonansfrekvenserna för att kunna detektera det ögonblick, vid vilket resonans- frekvensvariationen när ett extremvärde, såsom ett minimi- värde. Magnetfältvektorns verkliga orientering registreras vid det ögonblick, då extremvärdet detekteras, och orien- teringen för det respektive magnetiska elementet bestäms ur den momentana magnetfältorienteringen.N U 20 25 30 35 r-stf-za; Summary of the Invention An object of the present invention is to enable faster detection of markers for remote detection of objects. The object is achieved by a method and a system according to the appended independent claims. The object has essentially been achieved by the realization that a marker can be identified very quickly by exposing it to a rotating magnetic field, whose magnetic field vector rotates 360 °, while continuously monitoring a variation of the resonant frequencies arising from the respective magnetic elements in order to detect the moment the resonant frequency variation reaches an extreme value, such as a minimum value. The actual orientation of the magnetic field vector is registered at the moment when the extreme value is detected, and the orientation of the respective magnetic element is determined from the instantaneous magnetic field orientation.

När magnetfältvektorn roteras 360°, kommer i korthet fältvektorn att bli mer och mer samriktad med ett första element hos markören och kommer senare att bli parallell med detta element, varvid extremvärdet detekteras och orienteringen bestäms för det första elementet. När fält- vektorn vrids vidare, kommer den att bli mindre och mindre samriktad med det första magnetiska elementet men istället bli mer och mer samriktad med ett andra magnetiskt element.In short, when the magnetic field vector is rotated 360 °, the field vector will become more and more aligned with a first element of the cursor and will later become parallel to this element, the extreme value being detected and the orientation determined for the first element. As the field vector is rotated further, it will become less and less aligned with the first magnetic element but instead become more and more aligned with a second magnetic element.

Orienteringen för det andra magnetiska elementet bestäms, när magnetfältvektorn är samriktad med det andra elementet, och proceduren upprepas för återstående element hos markören. När sà de korrekta elementorienteringarna har bestämts, kan man enligt en föredragen utföringsform bestämma typen för varje element under ett andra steg, där ett magnetfält med varierande fältstyrka appliceras längs varje fastställd elementorientering i syfte att detektera en global minimi-/maximiresonansfrekvens för varje element samt bestämma dess typ genom att jämföra denna resonans- frekvens med en uppsättning i förväg lagrade data. 10 15 20 25 30 512v188, 5 Andra syften, särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning framgår av följande detaljerade beskrivning, av ritningarna samt av underkraven. Översiktlig beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: FIG 1 är en översiktsvy av ett fjärrdetekterings- system enligt föreliggande uppfinning, FIG 2 är en översiktlig illustration av metoden enligt uppfinningen, FIG 3 är ett frekvensdiagram, som illustrerar metoden enligt uppfinningen, FIG 4 illustrerar ett andra steg hos metoden enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen samt FIG 5 är ett frekvensschema, som illustrerar det andra steget i FIG 4.The orientation of the second magnetic element is determined when the magnetic field vector is aligned with the second element, and the procedure is repeated for the remaining elements of the cursor. Once the correct element orientations have been determined, according to a preferred embodiment, one can determine the type of each element during a second step, where a magnetic field of varying field strength is applied along each determined element orientation in order to detect a global minimum / maximum resonant frequency for each element and determine its type by comparing this resonant frequency with a set of pre-stored data. 5 15 20 25 30 512v188, 5 Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, from the drawings, and from the subclaims. General Description of the Drawings The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is an overview view of a remote detection system according to the present invention, Fig. 2 is a general illustration of the method according to the invention, , which illustrates the method according to the invention, Fig. 4 illustrates a second step of the method according to a preferred embodiment of the invention and Fig. 5 is a frequency diagram, which illustrates the second step in Fig. 4.

Detaljerad redogörelse för uppfinningen FIG 1 illustrerar ett detekteringssystem enligt en illustrerande utföringsform av föreliggande uppfinning.Detailed Description of the Invention Fig. 1 illustrates a detection system according to an illustrative embodiment of the present invention.

Detekteringssystemet innefattar exciteringsorgan 15, detek- teringsorgan 16, vilka bägge är operativt anslutna till en systemstyrenhet 17, samt ett magnetfältalstrande organ 18.The detection system comprises excitation means 15, detection means 16, both of which are operatively connected to a system control unit 17, and a magnetic field generating means 18.

En markör 10 är försedd med fyra magnetiska givarelement 13, I den illu- strerade utföringsformen är dessa magnetiska element av någon i sig känd magnetoelastisk (magnetostriktiv) typ och är exempelvis bildade som tunna remsor, band eller trådar vilka är anordnade i ett vinkelarrangemang. av en amorf metallegering med särskilda magnetiska egen- skaper. Uppfinningen är emellertid lika tillämplig för markörer, till vilka ett respektive magnetiskt element 13 är kopplat.A marker 10 is provided with four magnetic sensor elements 13. In the illustrated embodiment, these magnetic elements are of a magnetoelastic (magnetostrictive) type known per se and are formed, for example, as thin strips, bands or wires which are arranged in an angular arrangement. of an amorphous metal alloy with special magnetic properties. However, the invention is equally applicable to markers to which a respective magnetic element 13 is connected.

Markörer av dessa tvà slag beskrivs i exempelvis WO88/01427 som innefattar elektriska resonanskretsar, 10 15 20 25 30 35 512 “(433 och WO93/14478, vilka hänvisas till ovan och införlivas häri genom hänvisning.Markers of these two types are described in, for example, WO88 / 01427 which includes electrical resonant circuits, 4312 and 530 "(433 and WO93 / 14478, which are referred to above and incorporated herein by reference.

(FIG 2) är av olika typer och uppvisar olika resonansfrekvenser. De De individuella magnetiska elementen 13a-d olika typerna kan väljas bland element av olika längder och/eller element med olika massor, former osv.(FIG. 2) are of different types and have different resonant frequencies. The different types of individual magnetic elements 13a-d can be selected from elements of different lengths and / or elements with different masses, shapes, etc.

Exciteringsorganet är anordnat att alstra magnetiska eller elektromagnetiska exciteringssignaler, vilka försätter de magnetiska elementen 13 i ett tillstànd av magnetisk resonans. De av de självsvängande magnetiska elementen 13 alstrade magnetiska signalerna detekteras av detekteringsorganet 16 och tillförs systemstyrenheten 17.The excitation means is arranged to generate magnetic or electromagnetic excitation signals, which put the magnetic elements 13 in a state of magnetic resonance. The magnetic signals generated by the self-oscillating magnetic elements 13 are detected by the detecting means 16 and applied to the system control unit 17.

Det magnetfältalstrande organet 18 är vidare anordnat att alstra ett varierande magnetfält H, vilket kommer att beskrivas närmare nedan. Materialegenskaperna hos de mag- netiska elementen 13 kommer som följd av variationerna i den magnetiska fältstyrkan H att förorsaka en motsvarande variation i resonansfrekvensen fæs för respektive element 13.The magnetic field generating means 18 is further arranged to generate a varying magnetic field H, which will be described in more detail below. Due to the variations in the magnetic field strength H, the material properties of the magnetic elements 13 will cause a corresponding variation in the resonant frequency fæs for the respective elements 13.

Systemstyrenheten 17 är anordnad att driva det magnetfältalstrande organet 18, så att detta alstrar ett magnetfält med roterande fältvektor. Fältvektorn roterar företrädesvis 360°. Magnetfältvektorns rotation illustreras i FIG 2, för ett respektive magnetiskt element 13 illustreras i FIG och resulterande variation i resonansfrekvens fms 3. När magnetfältets fältvektor H börjar vridas från 0° mot 360°, tad med ett första magnetiskt element 13a hos markören 10. kommer fältvektorn först att bli mer och mer samrik- När fältvektorn H blir mer och mer samriktad med detta magnetiska element, kommer elementets resonansfrekvens fms att minska i värde (illustreras av en pil I i FIG 3), eftersom projiceringen av den magnetiska fältvektorn H längs det första magnetiska elementets l3a längdriktning blir större och större. Vid en viss vridningsvinkel agmloæl kommer den projicerade fältvektorn H att nä maximum (idealt 10 l5 20 25 30 35 ~ES 1' 2f*~~~4ï8 8 7 fullständigt parallell med det första magnetiska elementet l3a), varvid resonansfrekvensen f}$ när ett minimivärde f¿m IWÜ. En vidare vridning av fältvektorn H kommer att göra den mindre perfekt samriktad med det första elementet l3a, varvid resonansfrekvensen f;æ börjar öka, vilket illustre- ras av en pil II i FIG 3. I det ögonblick, då resonansfre- kvensen när sin lokala minimipunkt fwnlæa, registreras den momentana vinkelvridningen aåmlofilhos fältvektorn H. Efter- som den lokala minimiresonansfrekvensen kommer att upp- träda, när fältvektorn H och det första magnetiska elemen- tet l3a är parallella med varandra, erhålls elementets l3a orientering direkt ur fältvektorns H momentana orientering, dvs amin local - När fältvektorn H vrids kontinuerligt, kommer den att bli mindre och mindre samriktad med det första elementet l3a men mer och mer samriktad med det andra elementet 13b.The system control unit 17 is arranged to drive the magnetic field generating means 18, so that it generates a magnetic field with a rotating field vector. The field vector preferably rotates 360 °. The rotation of the magnetic field vector is illustrated in FIG. 2, for a respective magnetic element 13 is illustrated in FIG and the resulting variation in resonant frequency fms 3. When the magnetic field field vector H begins to rotate from 0 ° to 360 °, then with a first magnetic element 13a of the cursor 10. the field vector As the field vector H becomes more and more aligned with this magnetic element, the resonant frequency fms of the element will decrease in value (illustrated by an arrow I in FIG. 3), since the projection of the magnetic field vector H along the first the longitudinal direction of the magnetic element 13a becomes larger and larger. At a certain angle of rotation agmloæl, the projected field vector H will reach the maximum (ideally completely parallel to the first magnetic element l3a), the resonant frequency f} $ reaching a minimum value for IWÜ. A further rotation of the field vector H will make it less perfectly aligned with the first element 13a, whereby the resonant frequency f; æ begins to increase, as illustrated by an arrow II in FIG. 3. At the moment when the resonant frequency reaches its local minimum point fwnlæa, the instantaneous angular rotation is recorded at the field vector H. Since the local minimum resonant frequency will occur when the field vector H and the first magnetic element l3a are parallel to each other, the momentary orientation of the element l3a is obtained directly from the field vector H ie amin local - When the field vector H is rotated continuously, it will become less and less aligned with the first element 13a but more and more aligned with the second element 13b.

Vid en viss vinkelvridning kommer fältvektorn H att bli parallell med det andra magnetiska elementet l3b, varvid dess orientering bestäms i likhet med ovan. Därefter görs en motsvarande bestämning av orienteringen hos de tredje respektive fjärde magnetiska elementen l3c respektive l3d.At a certain angular rotation, the field vector H will become parallel to the second magnetic element 13b, its orientation being determined similarly to the above. Then a corresponding determination is made of the orientation of the third and fourth magnetic elements 13c and 13d, respectively.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är markören 10 försedd med magnetiska element l3a-d av olika typer, dvs som uppvisar resonansfrekvenser inom olika (men eventuellt överlappande) frekvensband. För en sådan markör bestäms typen för varje magnetiskt element l3a-d på följande vis, sä snart orienteringarna har bestämts enligt ovan för de respektive elementen l3a-d. För varje enligt ovan fastställd elementorientering styr systemstyrenheten 17 det magnetfältalstrande organet 18, så att detta alstrar ett magnetfält H med varierande styrka längs respektive orientering, vilket illustreras i FIG 4 och 5. När den magnetiska fältstyrkan varieras längs ett respektive magnetiskt elements l3a-d längdriktning, kommer dess resonansfrekvens att minska och slutligen nä ett 10 15 20 25 30 35 1s12«4sa globalt minimivärde fflngkmfl vid en magnetisk fältstyrka Hnm1flwfl. Den globala minimiresonansfrekvensen är direkt förknippad med en respektive elementtyp, och förhållandet mellan en global minimiresonansfrekvens och en viss elementtyp representeras av en uppsättning referensdata, som i förväg lagrats i en med systemstyrenheten 17 opera- tivt förbunden lagringsenhet. Så snart den globala minimi- resonansfrekvensen f¿ngumü har fastställts, kommer styr- enheten 17 att jämföra detta värde med den i förväg lagrade uppsättningen referensdata samt välja den särskilda ele- menttyp, för vilken motsvarande frekvensvärde eller band sammanfaller med den detekterade globala minimiresonans- frekvensen. För vissa markörtyper är det möjligt att detek- tera ett globalt maximum för resonansfrekvensen istället för dess globala minimum.According to a preferred embodiment of the present invention, the marker 10 is provided with magnetic elements 13a-d of different types, i.e. which have resonant frequencies within different (but possibly overlapping) frequency bands. For such a marker, the type of each magnetic element 13a-d is determined in the following manner, as soon as the orientations have been determined as above for the respective elements 13a-d. For each element orientation determined as above, the system controller 17 controls the magnetic field generating member 18 so as to generate a magnetic field H of varying strength along the respective orientation, as illustrated in FIGS. 4 and 5. When the magnetic field strength is varied along the longitudinal direction of a respective magnetic element 13a-d , its resonant frequency will decrease and finally reach a 10 15 20 25 30 35 1s12 «4sa global minimum value fkmg fl at a magnetic field strength Hnm1 fl w fl. The global minimum resonant frequency is directly associated with a respective element type, and the relationship between a global minimum resonant frequency and a certain element type is represented by a set of reference data, which is previously stored in a storage unit operatively connected to the system controller 17. Once the global minimum resonant frequency fängumü has been determined, the controller 17 will compare this value with the pre-stored set of reference data and select the particular element type for which the corresponding frequency value or band coincides with the detected global minimum resonant data. the frequency. For some cursor types, it is possible to detect a global maximum for the resonant frequency instead of its global minimum.

Tack vare föreliggande uppfinning kan man snabbt och tillförlitligt detektera markörer, som representerar ett respektive kodvärde bland ett mycket stort antal möjliga kodvärden. För en markör liknande den, som illustrerats på ritningarna och som innehåller fyra olika magnetiska element, vilka vart och ett väljs bland fyra olika typer och anordnas i något av 15 möjliga vinkellägen, blir exem- pelvis det totala antalet olika kodvärden lika med 327 600.Thanks to the present invention, markers representing a respective code value can be quickly and reliably detected among a very large number of possible code values. For a marker similar to that illustrated in the drawings and containing four different magnetic elements, each of which is selected from four different types and arranged in one of 15 possible angular positions, for example, the total number of different code values becomes equal to 327,600.

Om de fyra elementen väljs bland totalt tio olika typer, kan varje markör representera ett av 13 628 160 olika kod- värden för samma antal olika vinkellägen.If the four elements are selected from a total of ten different types, each cursor can represent one of 13,628,160 different code values for the same number of different angular positions.

Inom ramen för föreliggande uppfinning är det möjligt att detektera mer än en markör samtidigt, även om elementen är identiskt orienterade pà markörerna. För att samtidigt detektera exempelvis tvâ markörer, av vilka den ena är vriden en viss vinkel relativt den andra, är det möjligt att skilja de bägge markörerna àt genom att betrakta den följd av absoluta vinkellägesvärden, som erhållits för samtliga element hos de två markörerna. Om man antar att de respektive första elementen hos de två markörerna har 0° i) 10 15 20 25 30 s w ras 9 orientering i förhållande till en given referensoriente- ring, medan de andra elementen har 10° och de tredje ele- menten har 25° orientering, kan följande exemplifierande följd av absoluta vinkellägesvärden erhållas under vrid- ningen av magnetfältet: {O°, 7°, l0°, 17°, 25°, 32°, ...} Ur ovanstående följd drar man slutsatsen, att vart- annat värde är förskjutet 7° från föregående värde. Detta antyder att en av markörerna är förskjuten 7° relativt den andra, vilket möjliggör att de två markörerna kan särskil- jas från varandra.Within the scope of the present invention, it is possible to detect more than one marker at the same time, even if the elements are identically oriented on the markers. In order to simultaneously detect, for example, two markers, one of which is rotated a certain angle relative to the other, it is possible to distinguish the two markers by considering the sequence of absolute angular position values obtained for all elements of the two markers. Assuming that the respective first elements of the two markers have 0 ° i) 10 15 20 25 30 sw ras 9 orientation relative to a given reference orientation, while the second elements have 10 ° and the third elements have 25 ° ° orientation, the following exemplary sequence of absolute angular position values can be obtained during the rotation of the magnetic field: {0 °, 7 °, 10 °, 17 °, 25 °, 32 °, ...} From the above sequence it is concluded that each other value is offset 7 ° from the previous value. This indicates that one of the markers is offset 7 ° relative to the other, which enables the two markers to be distinguished from each other.

Om å andra sidan de två markörerna är helt parallel- la, kan de ändå identifieras individuellt genom att appli- cera en fältgradient hos det roterande magnetfältet. Den roterande fältvektorn har således inte likformig styrka utan växande amplitud, varvid de tvà markörerna kommer att uppvisa olika variationer i resonansfrekvens, när de utsätts för det roterande magnetfältet.If, on the other hand, the two markers are completely parallel, they can still be identified individually by applying a field gradient of the rotating magnetic field. The rotating field vector thus does not have uniform strength but increasing amplitude, whereby the two markers will show different variations in resonant frequency, when they are exposed to the rotating magnetic field.

Uppfinningen har av exemplifierande men ej begränsan- de skäl beskrivits ovan med hänvisning till en illustre- rande utföringsform. En fackman inom området torde enkelt inse, att andra utföringsformer än den här visade är möjliga inom ramen för uppfinningen, såsom denna definieras av bifogade självständiga patentkrav.The invention has for exemplary but non-limiting reasons been described above with reference to an illustrative embodiment. One skilled in the art will readily appreciate that embodiments other than those shown herein are possible within the scope of the invention, as defined by the appended independent claims.

I en situation där det plan, i vilket markörelementen är orienterade, är påtagligt skilt från magnetfältets rota- tionsplan, kan det exempelvis vara lämpligt att utsätta markören för en följd av tvà eller flera olika roterande magnetfält, vilkas rotationsplan är icke-parallella (företrädesvis: ortogonala), för att säkerställa en tillförlitlig bestämning av elementorienteringarna.In a situation where the plane in which the marker elements are oriented is significantly different from the plane of rotation of the magnetic field, it may be appropriate, for example, to subject the cursor to a sequence of two or more different rotating magnetic fields, the planes of rotation of which are non-parallel (preferably: orthogonal), to ensure a reliable determination of the element orientations.

Claims (11)

W U 20 25 30 35 s12É1aa 10 PATENTKRAVW U 20 25 30 35 s12É1aa 10 PATENTKRAV 1. Metod för fjärrdetektering av markörer (10), där varje markör innefattar åtminstone två magnetiska element (13), som är anordnade i ett förutbestämt förhållande, vilket ger markören en identitet, genom att antingen exci- (13), så att det eller excitera en elektrisk reso- tera ett respektive magnetiskt element självsvänger mekaniskt, nanskrets, till vilken det respektive magnetiska elementet (13) är kopplat, så att resonanskretsen självsvänger ) hos det respektive magnetiska elementet eller hos den elektriska (H), elektriskt, varvid en resonansfrekvens (fæs resonanskretsen beror av ett pàlagt magnetfält kânnetecknad av att magnetfältet (H) ges varierande orientering, en motsvarande variation i resonansfrekvensen (fæQ övervakas, ett extremvärde (f¿n1Wu) detekteras hos variationen, en momentan orientering (amnlæfl) bestäms för magnet- fältet som följd av detekteringen av nämnda extremvärde samt en orientering bestäms för respektive element (13) genom nämnda momentana fältorientering.A method for remote detection of markers (10), wherein each marker comprises at least two magnetic elements (13), which are arranged in a predetermined relationship, which gives the marker an identity, by either excising (13), so that it or electrically excite a respective magnetic element self-oscillating mechanically, nan circuit, to which the respective magnetic element (13) is coupled, so that the resonant circuit self-oscillates) of the respective magnetic element or of the electric (H), electrically, wherein a resonant frequency The phase of the resonant circuit depends on an applied magnetic field, characterized in that the magnetic field (H) is given a varying orientation, a corresponding variation in the resonant frequency (fæQ is monitored, an extreme value (f¿n1Wu) is detected in the variation, an instantaneous orientation as a result of the detection of said extreme value and an orientation is determined for each element (13) by said instantaneous field orientation. 2. Metod enligt krav l, där den momentana fältorien- teringen är väsentligen parallell med en längsgående axel hos respektive magnetiska element (13).A method according to claim 1, wherein the instantaneous field orientation is substantially parallel to a longitudinal axis of the respective magnetic elements (13). 3. Metod enligt krav 1 eller 2, där orienteringen hos respektive element (13) bestäms vara väsentligen parallell med den fastställda momentana fältorienteringen.Method according to claim 1 or 2, wherein the orientation of the respective element (13) is determined to be substantially parallel to the determined instantaneous field orientation. 4. Metod enligt något av föregående krav, där nämnda extremvärde är ett maximi- eller minimivärde.A method according to any one of the preceding claims, wherein said extreme value is a maximum or minimum value. 5. Metod enligt något av föregående krav, vidare innefattande stegen att efter bestämning av respektive I0 15 20 25 30 35 '5121-.488 ll elementorientering fastställa en typ för respektive element (13) genom att: alstra ett magnetfält (H) med varierande fältstyrka längs en respektive bestämd elementorientering, detektera ett minimi- eller maximivärde hos resonans- frekvensen för respektive element (13), jämföra nämnda detekterade minimi- eller maximivärde hos resonansfrekvensen med en i förväg lagrad uppsättning referensdata, som kopplar samman ett flertal frekvensvärden eller frekvensband med respektive elementtyper, samt välja en viss sådan typ bland de förlagrade element- typerna, för vilken tillhörande förlagrade frekvensvärde eller frekvensband sammanfaller med det detekterade minimi- eller maximivärdet hos resonansfrekvensen.A method according to any one of the preceding claims, further comprising the steps of, after determining the respective element orientation, determining a type for each element (13) by: generating a magnetic field (H) of varying field strength along a respective determined element orientation, detect a minimum or maximum value of the resonant frequency for each element (13), compare said detected minimum or maximum value of the resonant frequency with a pre-stored set of reference data, which connects a plurality of frequency values or frequency bands with respective element types, and select a certain such type from the pre-stored element types, for which the associated pre-stored frequency value or frequency band coincides with the detected minimum or maximum value of the resonant frequency. 6. Metod enligt något av föregående krav, där de magnetiska elementen (13) innefattar en amorf metallege- ring.A method according to any one of the preceding claims, wherein the magnetic elements (13) comprise an amorphous metal alloy. 7. Metod enligt något av föregående krav, där de magnetiska elementen (13) är bildade som remsor, band eller trådar.A method according to any one of the preceding claims, wherein the magnetic elements (13) are formed as strips, strips or wires. 8. Metod enligt något av föregående krav, där åtminstone två av de magnetiska elementen (13) är anordnade enligt ett inbördes vinkelförhållande med avseende på en längdriktning hos elementen (13).A method according to any one of the preceding claims, wherein at least two of the magnetic elements (13) are arranged according to a mutual angular relationship with respect to a longitudinal direction of the elements (13). 9. Metod enligt något av föregående krav, där åtminstone två av de magnetiska elementen (13) är anordnade enligt ett visst avståndsförhållande.Method according to one of the preceding claims, wherein at least two of the magnetic elements (13) are arranged according to a certain distance ratio. 10. System för fjärrdetektering av markörer (10), där varje markör innefattar åtminstone två magnetiska element (13), som är anordnade i ett förutbestämt förhållande, där 10 20 5,12 54,88 12 systemet innefattar exciteringsorgan (15, 17), detekte- ringsorgan (16, 17) samt magnetfältalstrande organ (18) och är anordnat att detektera en resonansfrekvens (fms), som hör samman med respektive magnetiska element och beror av ett magnetfält (H), vilket alstras av det magnetfält- alstrande organet, kânnetecknat av att (18) är anordnat att alstra ett roterande magnetfält (H), samt att (16, 17) är anordnat att detekte- det magnetfältalstrande organet detekteringsorganet ra ett extremvärde (f¿n1Wn) hos en variation i resonans- frekvensen (fms), vilken variation förorsakats av det roterande magnetfältet (H), samt att ur en momentan orientering (dmnlæa) hos det roterande magnetfältet (H) bestämma en orientering hos respektive magnetiska element (13).A system for remotely detecting markers (10), each marker comprising at least two magnetic elements (13) arranged in a predetermined ratio, the system comprising excitation means (15, 17), detecting means (16, 17) and magnetic field generating means (18) and is arranged to detect a resonant frequency (fms), which is associated with respective magnetic elements and depends on a magnetic field (H), which is generated by the magnetic field generating means, characterized in that (18) is arranged to generate a rotating magnetic field (H), and that (16, 17) is arranged to detect the magnetic field generating means detecting means an extreme value (fn1Wn) of a variation in the resonant frequency (fms). ), which variation is caused by the rotating magnetic field (H), and to determine from an instantaneous orientation (dmnlæa) of the rotating magnetic field (H) an orientation of the respective magnetic elements (13). 11. ll. System enligt krav 10, där det magnetfält- alstrande organet (18) vidare är anordnat att alstra ett magnetfält med varierande fältstyrka för att bestämma en respektive typ för respektive magnetiska element (13).11. ll. The system of claim 10, wherein the magnetic field generating means (18) is further arranged to generate a magnetic field of varying field strength to determine a respective type of respective magnetic elements (13).
SE9801912A 1998-05-28 1998-05-28 Method and system for remote detection of markers SE512488C2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9801912A SE512488C2 (en) 1998-05-28 1998-05-28 Method and system for remote detection of markers
EP99929978A EP1080441A1 (en) 1998-05-28 1999-05-11 A method and a system for remote detection of markers
JP2000551350A JP2002517004A (en) 1998-05-28 1999-05-11 Method and apparatus for remote detection of markers
PCT/SE1999/000786 WO1999062020A1 (en) 1998-05-28 1999-05-11 A method and a system for remote detection of markers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9801912A SE512488C2 (en) 1998-05-28 1998-05-28 Method and system for remote detection of markers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9801912D0 SE9801912D0 (en) 1998-05-28
SE9801912L SE9801912L (en) 1999-11-29
SE512488C2 true SE512488C2 (en) 2000-03-27

Family

ID=20411514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9801912A SE512488C2 (en) 1998-05-28 1998-05-28 Method and system for remote detection of markers

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1080441A1 (en)
JP (1) JP2002517004A (en)
SE (1) SE512488C2 (en)
WO (1) WO1999062020A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999035610A1 (en) * 1998-01-12 1999-07-15 Sentec Ltd. Magnetic data tagging
GB2349049B (en) * 1998-01-12 2000-12-06 Sentec Ltd Magnetic data tagging
EP1316054A1 (en) * 2000-07-21 2003-06-04 Sentec Limited Multiple tag interrogation system
DE10118679A1 (en) * 2001-04-14 2002-10-24 Henkel Kgaa Process for identifying or authenticating a marked object comprises detecting the ferromagnetic resonance of at least one ferromagnetic-resonance active marker substance

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9401449L (en) * 1994-04-26 1995-10-27 Rso Corp Methods and apparatus for encoding electronic labels
SE503526C2 (en) * 1994-10-26 1996-07-01 Rso Corp Ways of detecting labels with amorphous magnetoelastic bands
DE19603355B4 (en) * 1996-01-31 2005-04-21 Meto International Gmbh Identification element and method for its production and method and device for its detection

Also Published As

Publication number Publication date
EP1080441A1 (en) 2001-03-07
WO1999062020A1 (en) 1999-12-02
SE9801912L (en) 1999-11-29
SE9801912D0 (en) 1998-05-28
JP2002517004A (en) 2002-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6639399B2 (en) Target wheel sensor assembly for determining position and direction of motion of a rotating target wheel
US5175419A (en) Identification method for markers having a plurality of magnetic thin lines or bands with various coercivities
US6661220B1 (en) Antenna transponder configuration for angle measurement and data transmission
EP0856937A2 (en) Improved commutation position detection system and method
US20130193959A1 (en) Detection of a Metal or Magnetic Object
JP3190704B2 (en) Device for detecting rotation of rotating element
US20060164077A1 (en) Position detector
JP2011059130A (en) Position detector
JP5156432B2 (en) Eddy current sample measurement method and eddy current sensor
SE512488C2 (en) Method and system for remote detection of markers
SE522752C2 (en) Method of operating a coin discriminator and a coin discriminator where the influence on coil means is measured when coins are exposed to magnetic fields generated by coil means outside the coin
US4232285A (en) Electromagnetic detector responsive to a modification of a magnetic field
CN208847202U (en) Rotation angle detection apparatus
CN1231752C (en) Method and device for in situ detection of degree of conversion of non-magnetic phase in ferromagnetic phase of metallic work piece
US6018297A (en) Method and device for coding electronic labels
US6268721B1 (en) Low cost binary encoded crankshaft position sensor
SE506154C2 (en) Method and apparatus for inductively measuring the dimensions and position of objects of electrically conductive material
US5739752A (en) Method in detecting magnetic elements
EP0622524B1 (en) System for measuring excavation position of underground excavator
EP0788640B1 (en) Method of detecting labels with amorphous magneto-elastical tapes
JP5034573B2 (en) Coin identification method and identification apparatus
EP4293322A1 (en) An inductive position sensor for detecting a linear or angular movement of a conductive target
JPH0727868A (en) Device for detecting position of buried metallic object
JPH04116434A (en) Torque detecting circuit
EP3761043A1 (en) Magnetic current sensor comprising a magnetoresistive differential full bridge

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed