射频识别(RFID)标签方位估计的方法和装置制造方法及图纸

一种射频识别(RFID)标签方位估计的方法，包括：在具有多个天线元件的RFID标签读取器处，发射主传输波束；经由天线元件从RFID标签接收响应信号；基于响应信号的第一分区，生成与第一组接收波束特性相对应的第一组信号测量；基于响应信号的第二分区，生成与第二组接收波束特性相对应的第二组信号测量；将第一组信号测量和第二组信号测量进行组合，以从第一接收波束特性和第二接收波束特性中选择用于RFID标签的估计标签方位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频识别(RFID)标签方位估计的方法和装置
技术介绍
射频识别(RFID)技术可以部署在各种环境中，包括零售店、仓库等，以跟踪各种类型的对象。典型的RFID系统包括RFID读取器或询问器，以及多个RFID标签。标签通常与环境中的对象(例如，衣物，库存箱等)相关联，并且可以物理地附接于此类物品。RFID读取器被配置为在不同的预定方向上发射一系列射频(RF)询问信号。由RFID读取器通过向天线元件的相控阵中的每一个应用复数权重，而不是经由天线元件的物理运动，来控制每一个询问信号的方向。一旦接收到询问信号，标签中的至少一个被配置为发射RF响应。进而，RFID读取器被配置为检测和解调响应，该响应可以包含，例如，库存单元(SKU)代码或标识标签所附接的对象的其他数据。除了解调标识数据，RFID读取器还可以被配置为估计从其处接收到响应的标签的方位(例如，相对于该RFID读取器的高度和方位角)，以用于环境中对象的位置跟踪。RFID读取器可以实施常规数字波束成形技术以用于方位估计；然而，此类方位估计技术可能仍然需要环境中的每一个标签的两个或更多个询问以获得足够准确的方位估计。对重复标签询问的需求减慢了位置跟踪的速度，从而降低了系统的效率。附图说明附图(其中类同的附图标记在全部单独的视图中表示相同的或功能类似的要素)连同下面的详细描述被纳入于此并形成说明书的一部分，并用来进一步阐述包括所要求保护的专利技术的构思的实施例，以及解释那些实施例的各种原理和优势。图1是其中部署了RFID读取器和多个RFID标签的环境的示意图。r>图2是图1的RFID读取器的某些内部组件的框图。图3是图1的RFID读取器的其他内部组件的框图。图4是RFID标签方位估计的方法。图5是在图4的方法执行期间图1的环境的示意图。图6和图7示出了在图4的方法执行期间用于信号分区的替代机构。图8是经由执行图4的方法生成的信号测量的热图。本领域技术人员将理解附图中的要素出于简化和清楚而示出，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的要素中的一些要素的尺寸可相对于其他要素被放大以帮助提升对本专利技术实施例的理解。已在附图中通过常规符号在适当位置对装置和方法构成进行了表示，所述表示仅示出与理解本专利技术的实施例有关的那些特定细节，以免因得益于本文的描述对本领域技术人员显而易见的细节而混淆本公开。具体实施方式射频识别(RFID)技术可以用于各种环境中的对象管理，包括位置跟踪。通常，至少一个RFID读取器被部署在诸如零售商店、仓库等的环境中，在该环境中放置了多个物体(例如，衣物、箱子、货盘等)。每一个对象可以具有附接到其上的RFID。RFID读取器发射扫过待评估区域的一系列询问波束，例如经由天线元件的相控阵的适当的波束成形控制。RFID读取器的天线元件从询问波束到达的至少一个标签接收响应，并且在传输下一询问波束之前，RFID读取器处理该响应以确定标签相对于该RFID读取器的方位。仅接收到该响应即可以指示该标签的大致方向(即，在提示标签响应的询问波束覆盖的区域内)；但是，该大致方向通常不够准确。为了更准确地确定标签的方位，RFID读取器被配置为针对多个接收波束方位中的每一个计算信号强度测量(例如，接收信号强度指示器，RSSI)，从而有效地细分询问波束的覆盖范围。RFID读取器通常被配置为经由从标签响应获取的基带信号的数字波束成形来计算上述测量。具体地，RFID读取器被配置为将来自上述天线元件的信号同时引导到多个累加单元(MAC单元)中的每一个。每一个MAC单元将预定复数权重应用到传入的天线信号，并为特定的接收波束方位生成信号强度测量。然后可以采用接收波束方位的信号强度测量以选择标签的方位。例如，在简单的实施方式中，选择具有最大信号强度测量的接收波束方位作为标签相对于RFID阅读器的最可能的方向。为了获得相对于RFID读取器的标签方位的足够准确的估计，通常有必要评估大量的接收波束方位，该接收波束方位中的每一个都需要如上所述的MAC单元。因此，例如，为了评估五十个接收波束方位，RFID读取器可以配备有五十个MAC单元，这些MAC单元中的每一个都使得RFID读取器的复杂性和成本逐渐增加。为了减少此类复杂性和成本，一些常规的RFID读取器被实现为具有减少的数量的MAC单元。结果，RFID读取器无法在标签响应的接收期间评估整组接收波束方位。剩余的接收波束方位只可以在指向同一标签的附加询问波束以及该标签的附加响应之后进行评估。在一些情况下，同一标签的第三次、第四次或更进一步的询问和响应对于评估所需的接收波束方位的数量可能是必要的。此类重复的询问和响应显著减慢了RFID阅读器在放置标签时的操作，尤其是在包含成百上千个RFID标签的环境中。本文公开的示例针对射频识别标签方位估计的方法，包括：在具有多个天线元件的RFID标签读取器处，发射主传输波束；经由该天线元件从RFID标签接收响应信号；基于该响应信号的第一分区，生成与第一组接收波束特性相对应的第一组信号测量；基于该响应信号的第二分区，生成与第二组接收波束特性相对应的第二组信号测量；将该第一组信号测量和该第二组信号测量进行组合，以从该第一接收波束特性和该第二接收波束特性中选择用于RFID标签的估计标签方位。图1描绘了以包括销售点(PoS)站108的零售销售楼层的形式的环境102，在销售点(PoS)站108处提供了服务器12和输入/输出设备14(例如，显示器和键盘的组合)。在另一个示例中，服务器12位于销售楼层102的外面并且经由网络(未示出)连接到输入/输出设备14和本文提到的其他组件。销售楼层102还包括试衣间110和多个带有RFID标签的对象，诸如手提包104、衣服106等。即，每一个物体104、106具有与其相关联的RFID标签，例如通过将RFID标签物理附接到物体上。在其他示例中，一组对象与单个RFID标签(例如，仓库中的一堆对象)相关联。RFID读取器20也部署在销售楼层102中，在本示例中，该RFID读取器20位于头顶上方，例如，在天花板上(未显示)。在其他示例中，多于一个RFID读取器部署在销售楼层102上。在其他示例中，RFID读取器20不需要安装在天花板上。如在图2中所示，RFID读取器包括天线元件的相控阵，将在下面更详细地讨论。该服务器12包括与接口14和RFID读取器20进行有线、无线、直接或联网通信的一个或多个计算设备(例如，台式计算机、平板电脑、智能手机等)。输入/输出设备14可以由服务器12控制以呈现信息，诸如由RFID读取器20和服务器12中的一个或两个确定的带有RFID标签的对象104、106的方位的表示。如下面将要讨论的，RFID读取器20被配置为控制天线元件的相控阵以发射指向环境102内各种区域的主传输波束(也称为询问波束)。RFID读取器20进一步被配置为接收来自上述RFID标签的响应，并且处理该响应以生成与接收波束特性(例如，接收波束方位，在本文中也称为接收波束角度)相对应的信号测量(例如，信号强度测量)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频识别(RFID)标签方位估计的方法，包括：/n在具有多个天线元件的RFID标签读取器处，发射主传输波束；/n经由所述天线元件从RFID标签接收响应信号；/n基于所述响应信号的第一分区，生成与第一组接收波束特性相对应的第一组信号测量；/n基于所述响应信号的第二分区，生成与第二组接收波束特性相对应的第二组信号测量；以及/n将所述第一组信号测量和所述第二组信号测量进行组合，以从所述第一接收波束特性和所述第二接收波束特性中选择用于所述RFID标签的估计标签方位。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170727 US 15/661,4691.一种射频识别(RFID)标签方位估计的方法，包括：
在具有多个天线元件的RFID标签读取器处，发射主传输波束；
经由所述天线元件从RFID标签接收响应信号；
基于所述响应信号的第一分区，生成与第一组接收波束特性相对应的第一组信号测量；
基于所述响应信号的第二分区，生成与第二组接收波束特性相对应的第二组信号测量；以及
将所述第一组信号测量和所述第二组信号测量进行组合，以从所述第一接收波束特性和所述第二接收波束特性中选择用于所述RFID标签的估计标签方位。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组信号测量和所述第二组信号测量包括所述响应信号的各个分区的信号强度测量。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组接收波束特性和所述第二组接收波束特性包括接收波束角度和接收波束极化中的至少一个。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述响应信号包括在与各个天线元件相对应的多个信号路径上接收所述响应信号；
其中，生成所述第一组信号测量包括在所述响应信号的所述第一分区期间，将第一组加权因子应用到所述多个信号路径；以及
其中，生成所述第二组信号测量包括在所述响应信号的所述第二分区期间，将第二组加权因子应用到所述多个信号路径。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，接收所述响应信号进一步包括在所述多个信号路径上接收多个响应信号样本；
所述响应信号的所述第一分区包括多个样本的第一子集；并且
所述响应信号的所述第二分区包括所述多个样本的第二子集，所述第二子集不同于所述第一子集。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一子集的样本在初始时间段内是连续的，并且其中，所述第二子集的所述样本在随后的时间段内是连续的。


7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一子集的所述样本与所述第二子集的所述样本是交错的。


8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，生成所述第一组信号测量进一步包括将所述第一子集的所述样本经由信号路径路由到各个估计器，并且控制所述估计器应用所述第一组加权因子；以及
其中，生成所述第二组信号测量进一步包括将所述第二子集的所述样本经由所述信号路径路由到所述估计器，并且控制所述估计器应用所述第二组加权因子。


9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述估计器包括多个乘法器。


10.如权利要求9所述的方法，进一步包括将所述乘法器的输出引导到加法器以生成所述第一组信号测量和所述第二组信号测量。


11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所述响应信号的第三分区，生成与第三组接收波束特性相对应的第三组信号测量。


12.一种射频识别(RFID)标签读取器，包括：
天线元件的阵列；
多个RF收发器，连接至所述天线元件中的相应的天线元件；

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·科克，G·P·罗伯茨，J·H·千，
申请(专利权)人：讯宝科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US