TWI724698B - 搬運系統、其定位裝置、定位方法、電腦程式產品及電腦可讀取紀錄媒體 - Google Patents

Abstract

一種搬運系統、其定位裝置、定位方法、電腦程式產品及電腦可讀取紀錄媒體，該定位裝置包含：數個電子標籤，被配置成沿一線段等距間隔設置；及一定頻取樣模組，被配置成能夠在該線段周圍移動，該定頻取樣模組具有二天線部及一定位部，該定位部電性連接該二天線部，該二天線部耦接該數個電子標籤且定頻地讀取來自該數個電子標籤的無線射頻辨識訊號，該定位部依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標；其中該二天線部之間的一天線間距為：d2=(n+0.5)×d1，d1為相鄰二電子標籤之間的一標籤間距，n為整數，n≧0。

Description

搬運系統、其定位裝置、定位方法、電腦程式產品及電腦可讀取紀錄媒體

本發明係關於一種具定位功能的搬運系統，特別是關於一種藉由定頻式無線射頻辨識(RFID)訊號的強度分佈數據進行定位的搬運系統、其定位裝置、定位方法、電腦程式產品及電腦可讀取紀錄媒體。

搬運系統具有物品搬動與運輸功能，例如：天車(或稱橋式起重機等)或檯車系統等，其中天車系統具有吊運大型器具的功能，對於有相關需求的產業(如鋼鐵業)而言是不可或缺的。

以天車為例，在天車運作時，定位確實與否攸關作業順暢及產品優劣，現有的天車定位方法已從人為指揮、輪軸加裝編碼器、雷射定位逐漸發展為利用無線射頻辨識(RFID)技術進行定位，例如：利用跳頻式RFID讀取器對多個定位用的RFID標籤讀取訊號作為定位數據，將該定位數據經由無線網路傳到一遠端主機，由該遠端主機計算一位置數值，作為一真實位置的依據。

惟此，運算負擔會過度集中在該遠端主機，同時，該遠端主機需要大量收發數據，也會影響整個系統的運作效能。在實務運作時，會面臨單一天線在一小範圍中偏移所能讀取到的資訊相同，換言之，由於單一天線所能收集的資訊不足，將使定位鑑別度改善空間受限。

有鑑於此，有必要提供一種有別以往的技術方案，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之一目的在於提供一種定位裝置，其係控制雙天線定頻地讀取電子標籤的無線射頻辨識訊號用於估算一定位用的座標，進而提升定位正確性。

本發明之次一目的在於提供一種搬運系統，其係控制雙天線定頻地讀取電子標籤的無線射頻辨識訊號用於估算一定位用的座標，進而提升定位正確性。

本發明之另一目的在於提供一種定位方法，其係控制雙天線定頻地讀取電子標籤的無線射頻辨識訊號用於估算一定位用的座標，進而提升定位正確性。

本發明之又一目的在於提供一種電腦程式產品，其係控制雙天線定頻地讀取電子標籤的無線射頻辨識訊號用於估算一定位用的座標，進而提升定位正確性。

本發明之再一目的在於提供一種內儲程式之電腦可讀取紀錄媒體，其係控制雙天線定頻地讀取電子標籤的無線射頻辨識訊號用於估算一定位用的座標，進而提升定位正確性。

為達上述之目的，本發明的一方面提供一種定位裝置，包含：數個電子標籤，被配置成沿一線段等距間隔設置；及一定頻取樣模組，被配置成能夠在該線段周圍移動，該定頻取樣模組具有二天線部及一定位部，該定位部電性連接該二天線部，該二天線部耦接該數個電子標籤且定頻地讀取來自該數個電子標籤的無線射頻辨識訊號，該定位部依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標；其中該二天線部之間的一天線間距如下式所示：d2=(n+0.5)×d1，其中d1為相鄰二電子標籤之間的一標籤間距，d2為該天線間距，n為整數，n≧0。

在本發明之一實施例中，該二天線包括一第一天線及一第二天線，該座標估算的過程，包括：計算Sm = (Smax – Smin)，其中Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度；計算Pd1 = (P11 – P12)及Sd1 = (S11 – S12)，若Sd1 > Sm，則令Sd1 = Sm，若S12未被讀取，則P12 = P11且Sd1 = Sm，其中S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，P11為該第一天線讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P12為該第一天線讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；計算Pd2 = (P21 – P22)及Sd2 = (S21 – S22)，若Sd2 > Sm，則令Sd2 = Sm，若S22未被讀取，則P22 = P21且Sd2 = Sm，其中S21與S22分別為該第二天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，P21為該第二天線讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P22為該第二天線讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；比較Sd1與Sd2，若Sd1 ≧ Sd2，則Sd = Sd2且Pd = Pd2；若Sd1 > Sd2，則Sd = Sd1且Pd = Pd1；及計算Pe = P11 + ((Pd × Sd) / 2Sm)，以Pe作為該座標。

在本發明之一實施例中，該定頻取樣模組耦接一人機介面。

在本發明之一實施例中，該數個電子標籤等距間隔設置於一軟性卷狀條。

為達上述之目的，本發明的另一方面提供一種搬運系統，包含至少一如上所述之定位裝置。

在本發明之一實施例中，該搬運系統包含被配置成該定位裝置的一第一定位裝置，該第一定位裝置的定頻取樣模組設置於一第一載體，該第一載體能夠沿一第一軌道移動。

在本發明之一實施例中，該第一軌道為一多彎式軌道。

在本發明之一實施例中，該第一軌道為一直線軌道。

在本發明之一實施例中，該搬運系統還包含被配置成該定位裝置的一第二定位裝置，用於配置該第二定位裝置中的該數個電子標籤的一直線線段與用於配置該第一定位裝置中的該數個電子標籤的一直線線段相互垂直。

在本發明之一實施例中，該第二定位裝置的定頻取樣模組設置於該第一載體。

在本發明之一實施例中，該第二定位裝置的定頻取樣模組設置於一第二載體，該第二載體能夠在該第一載體上沿一第二軌道移動。

為達上述之目的，本發明的另一方面提供一種定位方法，包含：控制一定頻取樣模組在設置數個電子標籤的一線段周圍移動；控制該定頻取樣模組的二天線部定頻地讀取來自該數個電子標籤中的至少一個的無線射頻辨識訊號，及依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標；其中該二天線部之間的一天線間距如下式所示：d2=(n+0.5)×d1，其中d1為相鄰二電子標籤之間的一標籤間距，d2為該天線間距，n為整數，n≧0。

在本發明之一實施例中，該二天線包括一第一天線及一第二天線，該座標估算的過程，包括：計算Sm = (Smax – Smin)，其中Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度 ；計算Pd1 = (P11 – P12)及Sd1 = (S11 – S12)，若Sd1 > Sm，則令Sd1 = Sm，若S12未被讀取，則P12 = P11且Sd1 = Sm，其中S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，P11為該第一天線讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P12為該第一天線讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；計算Pd2 = (P21 – P22)及Sd2 = (S21 – S22)，若Sd2 > Sm，則令Sd2 = Sm，若S22未被讀取，則P22 = P21且Sd2 = Sm，其中S21與S22分別為該第二天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，P21為該第二天線讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P22為該第二天線讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；比較Sd1與Sd2，若Sd1 ≧ Sd2，則Sd = Sd2且Pd = Pd2；若Sd1 > Sd2，則Sd = Sd1且Pd = Pd1；及計算Pe = P11 + ((Pd × Sd) / 2Sm)，以Pe作為該座標。

為達上述之目的，本發明的另一方面提供一種電腦程式產品，當電腦載入該電腦程式並執行後，該電腦能夠執行如上所述之定位方法。

為達上述之目的，本發明的另一方面提供一種電腦可讀取紀錄媒體，該電腦可讀取紀錄媒體內儲程式，當電腦載入該程式並執行後，該電腦能夠完成如上所述之定位方法。

本發明的搬運系統、其定位裝置、定位方法、電腦程式產品及電腦可讀取紀錄媒體，利用上述定頻取樣模組的二天線部與電子標籤進行數據接收、該定頻取樣模組利用該二天線部接收的數據直接估算定位座標，例如：二維座標可利用兩個定頻取樣模組進行分散式運算，以免運算過於集中導致影響系統運作效能；附加地，該定位座標可進一步被傳送到遠端介面，用於顯示或儲存等。相較於習知利用該遠端主機計算位置數值的技術，可以改善運算負擔過度集中在遠端主機及影響系統運作效能的問題。此外，利用雙天線收集來自電子標籤的訊號，可避免單天線造成資訊不足及定位鑑別度受限等情事；還可利用定頻式讀取電子標籤的無線射頻辨識訊號，可以避免習知跳頻讀取導致訊號強度不一致及定位誤差問題；上述座標估算過程，更可提升定位精度，使待定位的目標物可更準確地被定位。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參閱第1圖所示，本發明一方面之定位裝置實施例可包含數個電子標籤G及一定頻取樣模組R，該數個電子標籤G可以例如是無線射頻辨識(RFID)標籤等，該數個電子標籤G可被配置成沿一線段等距間隔設置，用以作為定位點，該線段可以為直線或曲線，例如：該數個電子標籤G可沿一軌道K的中心軸線等距間隔設置；又，該數個電子標籤G中的每個還可被寫入一標籤資訊作為一定位數據，例如：可被預先儲存標籤識別碼(如Tag ID或實際坐標資訊等編號)作為定位依據，該標籤識別碼可以是依序產生的數值，也可以是搭配對應表(lookup table)的隨機亂碼，惟不以此為限。

如第1圖所示，該定頻取樣模組R可耦接該數個電子標籤G，例如：該定頻取樣模組R位在該數個電子標籤G的訊號感應範圍內，該定頻取樣模組R可被配置成能夠在該線段周圍移動，例如：該定頻取樣模組R可由一載體(如車體等)搭載而沿該線段延伸的方向X或-X(未標示，即X的反方向)移動，該定頻取樣模組R可定頻地讀取來自該數個電子標籤的無線射頻辨識訊號，及依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標。

可選地，如第1圖所示，該定頻取樣模組R可具有二天線部T1、T2及一定位部D，該二天線部T1、T2及該定位部D可整合為一體或利用一架體固定為一體。該二天線部T1、T2可分別具有一適用RFID天線，例如小型天線等，該二天線部T1、T2可位於該電子標籤G的一訊號感應範圍內，使該二天線部T1、T2耦接該數個電子標籤G且定頻地讀取來自該數個電子標籤G的無線射頻辨識訊號；該定位部D可包含單機型網路式RFID讀取器的功能，該定位部D可電性連接該二天線部T1、T2，用以依據來自該無線射頻辨識訊號的識別碼及強度分佈曲線(如第3a、3b、4a及4b圖所示)估算在該線段的座標。應被理解的是，該座標可以是一維座標系中的座標，但不以此為限，該座標也可以是多維(如二維或三維)座標系中的座標中的數個分量中的一個，但不以此為限。

舉例而言，本發明上述定位裝置實施例可適用於一搬運系統之定位功能，例如：該搬運系統可以是輸送帶系統(一維座標系統)、單軌式或雙軌式天車系統(一維或二維座標系統)或倉儲系統(三維座標系統)等，以下係以應用於雙軌式天車系統(二維座標系統)為例進行說明，惟不以此為限。

舉例而言，如第1及2圖所示，以應用於雙軌式天車系統為例，該定位裝置可用於定位並產生二維座標，例如：包含數個電子標籤G、一第一定頻取樣模組R1及一第二定頻取樣模組R2(諸如第1圖所示之R)。該數個電子標籤G可分為一第一群組及一第二群組，該第一群組中的電子標籤G沿一第一軌道K1等距間隔設置，該電子標籤G的設置數量可依實際需求進行調整，如電子標籤G的密集度高則可提高定位精度，該第二群組中的電子標籤G沿一第二軌道K2等距間隔設置，該第二軌道K2與該第一軌道K1相互垂直，例如：該第一軌道K1、第二軌道K2可以是在鋼鐵工廠中作業的天車軌道等。

如第1及2圖所示，該第一定頻取樣模組R1的二天線部T1、T2耦接該第一群組中的電子標籤G，該耦接方式諸如經由電波相互耦合等，該第一定頻取樣模組R1可被配置成能夠沿該第一軌道K1移動，定頻地讀取來自該第一群組中的數個電子標籤G的無線射頻辨識(RFID)訊號，及依據來自該第一群組中的無線射頻辨識訊號的識別碼及強度分佈曲線估算二維座標的一第一分量，例如X分量。應被理解的是，各該電子標籤G的強度分佈曲線的取得過程可以諸如：在該天線部T1、T2被移動的過程中，經由該天線部T1、T2收集大量來自同一識別碼的電子標籤G的無線射頻辨識訊號，經由被形成的圖表描繪產生一特定識別碼的電子標籤G的強度分佈曲線，惟不以此為限。

如第1及2圖所示，該第二定頻取樣模組R2的二天線部T1、T2耦接該第二群組中的電子標籤G，該第二定頻取樣模組R2可被配置成能夠沿該第二軌道K2移動，定頻地讀取該第二群組中的數個電子標籤G的無線射頻辨識訊號，及依據來自該第二群組中的無線射頻辨識訊號的識別碼及強度分佈曲線估算該二維座標的一第二分量，例如Y分量。以下進一步舉例說明本發明上述定位裝置的諸多實施例，但不以此為限。

在一實施例中，如第2圖所示，該第一定頻取樣模組R1可被設置於能夠沿該第一軌道K1移動的一第一載體A1(如雙軌式天車系統中的大車)，該第二定頻取樣模組R2可被設置於能夠沿該第二軌道K2在該第一載體A1上移動的一第二載體A2(如雙軌式天車系統中的小車)，該第二載體A2可設置一吊具V，例如：鈎鏈組具等，用以吊掛重物，該第二載體A2還可設置一座艙(圖未繪示)，供人員操控該天車系統；該第一定頻取樣模組R1位在該第一群組中的電子標籤G的無線感應範圍內、該第二定頻取樣模組R2位在該第二群組中的電子標籤G的無線感應範圍內。

在一實施例中，如第2圖所示，該第一定頻取樣模組R1、該第二定頻取樣模組R2與該數個電子標籤G中的每個具有至少一線性極化天線，例如作為該二天線部T1、T2的一部分，該第一定頻取樣模組R1的線性極化天線與該第一群組中的電子標籤G的線性極化天線可被配置為極化方向相互垂直，例如：天線方向或裝設方向相互垂直等，該第二定頻取樣模組R2的線性極化天線與該第二群組中的電子標籤G的線性極化天線被配置為極化方向相互垂直。藉此，利用線性極化不匹配的配置方式，可以縮小電子標籤的間距，仍可維持鑑別度，改善習知定位用電子標籤的間距過大的問題。

應被理解的是，如第1及2圖所示，如果在一軌道(如該第一軌道K1或第二軌道K2)上的數個電子標籤G被一定頻取樣模組(如第一定頻取樣模組R1或第二定頻取樣模組R2)的二天線部T1、T2以定頻方式進行讀取，例如：固定用頻率915 MHz進行接收，但不以此為限，也可以是其他頻率，則該定頻取樣模組的天線部T1、T2被移動時，對不同電子標籤G接收到的訊號強度波形皆一致，例如：可透過來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線進一步該定頻取樣模組的精確位置的座標。舉例說明如下，但不以此為限。

舉例而言，以二維座標為例，如第2圖所示，該第一分量、第二分量可用於組合標示沿著該第一軌道K1或第二軌道K2交會而成的位置點，以便利用該第一分量及第二分量表示該位置點(如該天車系統的吊具V位置)的二維座標，進而確定該吊具的精確位置，以利進行吊掛作業。應被理解的是，該二維座標可利用該數個電子標籤的內存的資訊，利用一演算法算出詳細位置，該演算法舉例說明如下。

請參閱第3a及3b圖所示，其分別為二天線部 (如第一天線T1及第二天線T2)皆讀取到多個電子標籤時用於定位正對著第一天線的電子標籤左、右側位置的示意圖。其中，假設電子標籤G1、G2、G3、G4、G5採固定間距Pd安裝，該第一天線T1與第二天線T2的間距為1.5×Pd，該電子標籤G1、G2、G3、G4、G5內存的標籤資訊(如位置資訊)分別為P1、P2、P3、P4、P5；Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度，Sm為Smax與Smin的差值；S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，Sd1為S11與S12的差值，P11為該第一天線T1讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值(如P2)，P12為該第一天線T1讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值(如P1)；S21與S22分別為該第二天線T2讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，Sd2為S21與S22的差值，P21為該第二天線T2讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值(如P3)，P22為該第二天線T2讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值(如P4)。由第3a及3b圖可知，每一天線部T1、T2都有讀到相鄰二電子標籤的訊號，其用於座標定位的估算過程如後所示。

請一併參閱請參閱第4a及4b圖所示，其分別為兩天線部中的第一天線T1僅讀取到單個電子標籤時用於定位正對著第一天線的電子標籤左、右側位置的示意圖。其中，符號說明可參第3a及3b圖部分，不同之處在於：在第4a圖中，雖然第一天線T1僅讀到標籤資訊P2(即P11)及其訊號強度S11(S12未被讀取到)，但第二天線T2可讀到標籤資訊P3、P4(即P21、P22)及其訊號強度S21、S22。由於電子標籤G3的訊號強度S21大於電子標籤G4的訊號強度S22，故可推知第一天線T1在標籤資訊P2所屬電子標籤G2的左側；同理，在第4b圖中，由於電子標籤G4的訊號強度S22大於電子標籤G3的訊號強度S21，故可推知第一天線T1在標籤資訊P2所屬電子標籤G2的右側，其中位置偏移量可由標籤資訊P3、P4(即P21、P22)及其訊號強度S21、S22進行估算。藉此，可大幅提升定位精度，相較於單天線定位技術，可以改善因單天線能收集的資訊不足造成定位誤差情況，故上述實施例可用於實現高定位精度的應用需求。另，為了清楚起見，復將上述定位過程整理如下。

具體地，該座標(如二維座標的各分量)估算的過程，包括：計算Sm = (Smax – Smin)，其中Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度；計算Pd1 = (P11 – P12)及Sd1 = (S11 – S12)，若Sd1 > Sm，則令Sd1 = Sm，若S12未被讀取，則P12 = P11且Sd1 = Sm，其中S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，P11為該第一天線讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P12為該第一天線讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；計算Pd2 = (P21 – P22)及Sd2 = (S21 – S22)，若Sd2 > Sm，則令Sd2 = Sm，若S22未被讀取，則P22 = P21且Sd2 = Sm，其中S21與S22分別為該第二天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，P21為該第二天線讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P22為該第二天線讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；比較Sd1與Sd2，若Sd1 ≧ Sd2，則Sd = Sd2且Pd = Pd2；若Sd1 > Sd2，則Sd = Sd1且Pd = Pd1；及計算Pe = P11 + ((Pd × Sd) / 2Sm)，以Pe作為該座標。

在一實施例中，如第5圖所示，該數個電子標籤G還可預先安裝於一軟性卷狀條F內，例如：每隔一間隔範圍Td(諸如在15至25公分之間的長度)設置不同編號的該電子標籤G，該軟性卷狀條F還可埋設強力磁鐵或貼設黏膠，以便利用該軟性卷狀條沿著一軌道簡化安裝該數個電子標籤G的過程，例如：該軟性卷狀條及其電子標籤G可安裝在軌道表面上、軌道側邊或軌道上、下方等，在此僅以安裝在軌道表面上為例，但不以此為限。

在一實施例中，如第5圖所示，各該電子標籤G還可以設置一金屬片(圖未繪示)，例如該金屬片可設於該電子標籤G與該軟性卷狀條F之間，以確保該電子標籤G的微波特性一致，以便利用定頻方式收發RFID訊號。

相應地，本發明上述定位裝置實施例除可應用於雙軌式天車系統外，也可應用於單軌式天車系統，舉例說明如下，惟不以此為限。

舉例而言，該搬運系統實施例可包含被配置成該定位裝置的一第一定位裝置，該第一定位裝置的定頻取樣模組設置於一第一載體，該第一載體能夠沿一第一軌道移動，例如：應用於單軌式天車系統之車體裝設有一組定位裝置，該一組定位裝置的定頻取樣模組能夠沿直線狀的第一軌道移動，作為一維座標定位用途。

附加地或替代地，該搬運系統實施例還可包含被配置成該定位裝置的一第二定位裝置，用於配置該第二定位裝置中的該數個電子標籤的線段與用於配置該第一定位裝置中的該數個電子標籤的線段相互垂直；其中該第二定位裝置的定頻取樣模組設置於該第一載體，例如：應用於倉儲系統中的平面車體裝設有兩組定位裝置，該兩組定位裝置的定頻取樣模組能夠沿非直線狀(如弧狀、圓形、橢圓形、多邊形、曲折狀或迂迴狀等)的第一軌道移動，作為二維座標定位用途；替代地，該第二定位裝置的定頻取樣模組可設置於一第二載體，該第二載體能夠在該第一載體上沿一第二軌道(如直線狀軌道)移動，例如：應用於雙軌式天車系統的大車、小車分別裝設一組定位裝置(共計兩組定位裝置)，該兩組定位裝置的定頻取樣模組能夠沿相互垂直的第一軌道及第二軌道移動，作為二維座標定位用途。

舉例而言，作為各個維度定位用途的定位裝置可產生二維座標中的一個座標分量或一維座標，該定位裝置可包括數個電子標籤，被配置成沿一線段(如直線或曲線)等距間隔設置；及一定頻取樣模組，被配置成能夠在該線段周圍移動，該取樣模組具有二天線部及一定位部，該定位部電性連接該二天線部，該二天線部耦接該數個電子標籤且定頻地讀取來自該數個電子標籤的無線射頻辨識訊號，該定位部依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標；其中該二天線部之間的一天線間距如下式所示：d2=(n+0.5)×d1，其中d1為相鄰二電子標籤之間的一標籤間距，d2為該天線間距，n為整數，n≧0，例如：n為1，以取得較佳估測結果，應被理解的是，n可依實際需求加以調整，但不應大於所有電子標籤的總數，以避免不合理的情況。詳細說明可參閱上述實施例相關說明內容，在此不另贅述。

在一實施例中，該二天線包括一第一天線及一第二天線，該座標估算的過程，包括：計算Sm = (Smax – Smin)，其中Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度；計算Pd1 = (P11 – P12)及Sd1 = (S11 – S12)，若Sd1 > Sm，則令Sd1 = Sm，若S12未被讀取，則P12 = P11且Sd1 = Sm，其中S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，P11為該第一天線讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P12為該第一天線讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；計算Pd2 = (P21 – P22)及Sd2 = (S21 – S22)，若Sd2 > Sm，則令Sd2 = Sm，若S22未被讀取，則P22 = P21且Sd2 = Sm，其中S21與S22分別為該第二天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，P21為該第二天線讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P22為該第二天線讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；比較Sd1與Sd2，若Sd1≧Sd2，則Sd = Sd2且Pd = Pd2；若Sd1>Sd2，則Sd = Sd1且Pd = Pd1；及計算Pe = P11 + ((Pd × Sd) / 2Sm)，以Pe作為該座標。詳細說明可參閱上述實施例相關說明內容，在此不另贅述。

另一方面，該搬運系統除可被配置成如上所述的一維、二維或三維座標系統，還可以被配置為諸如多彎式軌道系統等，例如：可將一組定位裝置配置成非直線式之多彎式軌道之檯車系統。

如第6圖所示，該檯車系統可具有一多彎式軌道H，該多彎式軌道H可被視為沿著一首尾相接的多彎式線段延伸，用以供至少一檯車(未繪示)運行。應被理解的是，該多彎式軌道H中包括多個相互平行或垂直的線段(如第6圖中左斜剖線所示)及在其間的彎曲連接段。

如第6圖所示，通過在該多彎式軌道H沿途經過的曲線佈署上述電子標籤，例如：該電子標籤內存不同標籤資訊作為定位數據，利用上述定位過程，可以得知上述定位裝置的二天線部在特定電子標籤的左、右側，其位置偏移量還可由該特定電子標籤及其周圍電子標籤的標籤資訊及其訊號強度進行估算，以產生上述座標作為一目標物(如檯車等)的定位數據，已說明如上，不再贅述。藉此，本發明上述搬運系統可適用於多彎式軌道系統及一維、二維或三維座標系統。

在一實施例中，如第7圖所示，該第一定頻取樣模組R1及該第二定頻取樣模組R2中的每個可具有一電路部件E1(如電路板等)、一通訊介面E2(如Ethernet、Wi-Fi及/或Zigbee通訊元件等)及一天線部件E3(如設置二線性極化天線等)，該電路部件E1可具有一處理器E11(如數位訊號處理器或特殊應用積體電路等)及一射頻收發器E12(如可被設定頻率的射頻收發器等)，該處理器E11電性連接該射頻收發器E12及該通訊介面E2，該射頻收發器E12電性連接該處理器E11及該天線部件E3，該處理器E11可依據一固定頻率控制該射頻收發器E12經由該天線部件E3收發該無線射頻辨識訊號，可用於實現上述定頻地讀取該電子標籤的無線射頻辨識訊號，及依據來自該無線射頻辨識訊號的識別碼及強度分佈曲線估算上述座標的功能。藉此，可以適度簡化控制元件的數量，以便利用該處理器內部的控制邏輯(如軟體或硬體邏輯)實現上述功能。

附加地，如第8圖所示，在一實施例中，該第一定頻取樣模組R1及該第二定頻取樣模組R2耦接至少一人機介面M1，例如：該第一定頻取樣模組R1及該第二定頻取樣模組R2中的至少一個與該人機介面M1經由一網路N耦接，該耦接方式可通過有線網路或無線網路，例如：通過上述通訊介面E2將該座標傳送到該人機介面M1，用以進行顯示、儲存或分析。藉此，由該第一定頻取樣模組R1及該第二定頻取樣模組R2利用該天線部T1、T2完成估算的該座標除可用於精確定位外，還可進一步傳送到遠端進行顯示、儲存或分析，以便進一步利用大數據或人工智慧等技術優化工作流程。

另一方面，如第9圖所示，本發明提供一種定位方法實施例，可包含一運行步驟J1及一估算步驟J2，在該運行步驟J1前還可進行一配置步驟J0，以應用於雙軌式天車系統為例說明如下，惟不以此為限，還可適用於其他配置的類似系統進行定位功能。請一併參閱第1及2圖所示，該配置步驟J0，可在相互垂直的二垂直線段(如沿二軌道K1、K2延伸的線段)等距間隔設置數個電子標籤G。

如第9圖所示，該運行步驟J1，可控制一定頻取樣模組在設置數個電子標籤的一線段周圍移動，例如：如第2圖所示，控制二定頻取樣模組R1、R2在設置數個電子標籤G的二垂直線段移動。

如第9圖所示，該估算步驟J2，可控制該定頻取樣模組的二天線部定頻地讀取來自該數個電子標籤中的至少一個的無線射頻辨識訊號，及依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標，例如：如第1及2圖所示，控制該二定頻取樣模組R1、R2定頻地讀取該數個電子標籤G的無線射頻辨識訊號，使該二定頻取樣模組R1、R2依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線該座標的一第一分量及一第二分量。其中，該二天線部T1、T2之間的一天線間距如下式所示：d2=(n+0.5)×d1，其中d1為相鄰二電子標籤G之間的一標籤間距，d2為該天線間距，n為整數，n≧0。

應被理解的是，在該運行步驟J1的進行過程中，該估算步驟J2可以同步地且重複地進行，以利即時地估算該座標，例如：如第2圖所示，應用於雙軌式天車系統時，該二定頻取樣模組R1、R2在一平面上的一交點，可被當作一吊具V的參考位置，進而作為該天車系統進行定位控制的參考。

相應地，該定位方法也可應用於其他系統(諸如單軌式天車系統等)，例如包含控制一定頻取樣模組在設置數個電子標籤的一線段周圍移動；控制該定頻取樣模組的二天線部定頻地讀取來自該數個電子標籤中的至少一個的無線射頻辨識訊號，及依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標；其中該二天線部之間的一天線間距如下式所示：d2=(n+0.5)×d1，其中d1為相鄰二電子標籤之間的一標籤間距，d2為該天線間距，n為整數，n≧0。

在一實施例中，該二天線包括一第一天線及一第二天線，該座標估算的過程，包括：計算Sm = (Smax – Smin)，其中Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度；計算Pd1 = (P11 – P12)及Sd1 = (S11 – S12)，若Sd1 > Sm，則令Sd1 = Sm，若S12未被讀取，則P12 = P11且Sd1 = Sm，其中S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，P11為該第一天線讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P12為該第一天線讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；計算Pd2 = (P21 – P22)及Sd2 = (S21 – S22)，若Sd2 > Sm，則令Sd2 = Sm，若S22未被讀取，則P22 = P21且Sd2 = Sm，其中S21與S22分別為該第二天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，P21為該第二天線讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P22為該第二天線讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；比較Sd1與Sd2，若Sd1 ≧ Sd2，則Sd = Sd2且Pd = Pd2；若Sd1 > Sd2，則Sd = Sd1且Pd = Pd1；及計算Pe = P11 + ((Pd × Sd) / 2Sm)，以Pe作為作為該二維座標的該第一分量及該第二分量中的一個或一維座標。

另一方面，本發明還提供一種電腦程式產品，當電腦載入該電腦程式並執行後，該電腦能夠執行如上所述之定位方法。例如：該電腦程式產品可包含數個程式指令，該程式指令可利用現有的程式語言實現，例如：C、Java或Swift等，惟不以此為限，以便用於執行如上所述之定位方法。

另一方面，本發明還提供一種電腦可讀取紀錄媒體，例如：光碟、隨身碟或硬碟等，該電腦可讀取紀錄媒體內儲程式(如上述電腦程式)，當電腦載入該程式並執行後，該電腦能夠完成如上所述之定位方法。

承上所述，本發明上述實施例的搬運系統、其定位裝置、定位方法、電腦程式產品及電腦可讀取紀錄媒體，利用上述定頻取樣模組的二天線部與電子標籤進行數據接收、該定頻取樣模組利用該二天線部接收的數據直接估算定位座標，例如：二維座標可利用兩個定頻取樣模組進行分散式運算，以免運算過於集中導致影響系統運作效能；附加地，該定位座標可進一步被傳送到遠端介面，用於顯示或儲存等。相較於習知利用該遠端主機計算位置數值的技術，可以改善運算負擔過度集中在遠端主機及影響系統運作效能的問題。

此外，本發明上述實施例的搬運系統、其定位裝置、定位方法、電腦程式產品及電腦可讀取紀錄媒體，主要利用雙天線收集來自電子標籤的訊號，可避免單天線造成資訊不足及定位鑑別度受限等情事；還可利用定頻式讀取電子標籤的無線射頻辨識訊號，可以避免習知跳頻讀取導致訊號強度不一致及定位誤差問題；上述座標估算過程，更可提升定位精度，使待定位的目標物可更準確地被定位。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

A1:第一載體 A2:第二載體 D:定位部 E1:電路部件 E11:處理器 E12:射頻收發器 E2:通訊介面 E3:天線部件 F:軟性卷狀條 G:電子標籤 G1:電子標籤 G2:電子標籤 G3:電子標籤 G4:電子標籤 G5:電子標籤 H:多彎式軌道 J0:配置步驟 J1:運行步驟 J2:估算步驟 K:軌道 K1:第一軌道 K2:第二軌道 M1:人機介面 N:網路 P1:標籤資訊 P2:標籤資訊 P3:標籤資訊 P4:標籤資訊 P5:標籤資訊 P11:位置數值 P12:位置數值 P21:位置數值 P22:位置數值 Pd:間距 R:定頻取樣模組 R1:第一定頻取樣模組 R2:第二定頻取樣模組 Smax:最大訊號強度 Smin:最小訊號強度 Sm:差值 S11:訊號 S12:訊號 Sd1:訊號差值 S21:訊號 S22:訊號 Sd2:訊號差值 T1:天線部 T2:天線部 Td:間距 V:吊具 X:方向 Y:方向

［第1圖］：本發明一實施例之定頻取樣模組與電子標籤之相對位置示意圖。 ［第2圖］：本發明一實施例之定位裝置應用於搬運系統的示意圖。 ［第3a圖］：本發明一實施例之兩天線(第一天線及第二天線)皆讀取到多個電子標籤時用於定位正對著第一天線的電子標籤左側位置的示意圖。 ［第3b圖］：本發明一實施例之兩天線(第一天線及第二天線)皆讀取到多個電子標籤時用於定位正對著第一天線的電子標籤右側位置的示意圖。 ［第4a圖］：本發明一實施例之兩天線(第一天線及第二天線)中的第一天線僅讀取到單個電子標籤時用於定位正對著第一天線的電子標籤左側位置的示意圖。 ［第4b圖］：本發明一實施例之兩天線(第一天線及第二天線)中的第一天線僅讀取到單個電子標籤時用於定位正對著第一天線的電子標籤右側位置的示意圖。 ［第5圖］：本發明一實施例之電子標籤設置於軟性卷狀條之示意圖。 ［第6圖］：本發明一實施例之搬運系統被配置為非直線式之多彎式軌道之檯車系統的軌道示意圖。 ［第7圖］：本發明一實施例之定頻取樣模組的部件連接示意圖。 ［第8圖］：本發明一實施例之定頻取樣模組與人機介面的耦接示意圖。 ［第9圖］：本發明一實施例之定位方法的流程示意圖。

D:定位部

R:定頻取樣模組

G:電子標籤

K:軌道

T1:天線部

T2:天線部

X:方向

Claims (13)

1. 一種定位裝置，包含：數個電子標籤，被配置成沿一線段等距間隔設置；及一定頻取樣模組，被配置成能夠在該線段周圍移動，該定頻取樣模組具有二天線部及一定位部，該定位部電性連接該二天線部，該二天線部耦接該數個電子標籤且定頻地讀取來自該數個電子標籤的無線射頻辨識訊號，該定位部依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標；其中該二天線部之間的一天線間距如下式所示：d2=(n+0.5)×d1，其中d1為相鄰二電子標籤之間的一標籤間距，d2為該天線間距，n為整數，n≧0；及其中該二天線包括一第一天線及一第二天線，該座標估算的過程，包括：計算Sm=(Smax-Smin)，其中Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度；計算Pd1=(P11-P12)及Sd1=(S11-S12)，若Sd1>Sm，則令Sd1=Sm，若S12未被讀取，則P12=P11且Sd1=Sm，其中S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，P11為該第一天線讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P12為該第一天線讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼 換算成的位置數值；計算Pd2=(P21-P22)及Sd2=(S21-S22)，若Sd2>Sm，則令Sd2=Sm，若S22未被讀取，則P22=P21且Sd2=Sm，其中S21與S22分別為該第二天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，P21為該第二天線讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P22為該第二天線讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；比較Sd1與Sd2，若Sd1≧Sd2，則Sd=Sd2且Pd=Pd2；若Sd1<Sd2，則Sd=Sd1且Pd=Pd1；及計算Pe=P11+((Pd×Sd)/2Sm)，以Pe作為該座標。
2. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，其中該定頻取樣模組耦接一人機介面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，其中該數個電子標籤等距間隔設置於一軟性卷狀條。
4. 一種搬運系統，包含至少一如申請專利範圍第1至3項任一項所述之定位裝置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之搬運系統，包含被配置成該定位裝置的一第一定位裝置，該第一定位裝置的定頻取樣模組設置於一第一載體，該第一載體能夠沿一第一軌道移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之搬運系統，其中該第一軌道為一多彎式軌道。
7. 如申請專利範圍第5項所述之搬運系統，其中該第一軌道為一直線軌道。
8. 如申請專利範圍第7項所述之搬運系統，還包含被配置成該定位裝置的一第二定位裝置，用於配置該第二定位裝置中的該數個電子標籤的一直線線段與用於配置該第一定位裝置中的該數個電子標籤的一直線線段相互垂直。
9. 如申請專利範圍第8項所述之搬運系統，其中該第二定位裝置的定頻取樣模組設置於該第一載體。
10. 如申請專利範圍第8項所述之搬運系統，其中該第二定位裝置的定頻取樣模組設置於一第二載體，該第二載體能夠在該第一載體上沿一第二軌道移動。
11. 一種定位方法，包含：控制一定頻取樣模組在設置數個電子標籤的一線段周圍移動；控制該定頻取樣模組的二天線部定頻地讀取來自該數個電子標籤中的至少一個的無線射頻辨識訊號，及依據來自該無線射頻辨識訊號的數個識別碼及數個強度分佈曲線估算在該線段的一座標；其中該二天線部之間的一天線間距如下式所示：d2=(n+0.5)×d1，其中d1為相鄰二電子標籤之間的一標籤間距，d2為該天線間距，n為整數，n≧0；及其中該二天線包括一第一天線及一第二天線，該座標估算的過程，包括：計算Sm=(Smax-Smin)，其中Smax與Smin分別為該第一天線及該第二天線讀取到的數個無線射頻辨識訊號中的一最大訊號強度與一最小訊號強度；計算Pd1=(P11-P12)及Sd1=(S11-S12)，若Sd1>Sm，則令 Sd1=Sm，若S12未被讀取，則P12=P11且Sd1=Sm，其中S11與S12分別為該第一天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第一訊號強度及一次大第一訊號強度，P11為該第一天線讀取到該最大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P12為該第一天線讀取到該次大第一訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；計算Pd2=(P21-P22)及Sd2=(S21-S22)，若Sd2>Sm，則令Sd2=Sm，若S22未被讀取，則P22=P21且Sd2=Sm，其中S21與S22分別為該第二天線讀取到的所有無線射頻辨識訊號排序後的一最大第二訊號強度及一次大第二訊號強度，P21為該第二天線讀取到該最大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值，P22為該第二天線讀取到該次大第二訊號強度所屬電子標籤的識別碼換算成的位置數值；比較Sd1與Sd2，若Sd1≧Sd2，則Sd=Sd2且Pd=Pd2；若Sd1<Sd2，則Sd=Sd1且Pd=Pd1；及計算Pe=P11+((Pd×Sd)/2Sm)，以Pe作為該座標。
12. 一種電腦程式產品，當電腦載入該電腦程式並執行後，該電腦能夠執行如申請專利範圍第11項所述之定位方法。
13. 一種電腦可讀取紀錄媒體，該電腦可讀取紀錄媒體內儲程式，當電腦載入該程式並執行後，該電腦能夠完成如申請專利範圍第11項所述之定位方法。

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