一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法和系统，方法包括：对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区；获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点；对比每个物体的所述信号强度最大值出现的时间点，得到物体的先后位置关系。采用本发明专利技术提供的方法和系统可实现的找出每个物体在移动环境中的先后顺序的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法和系统
本专利技术属于无线自组织网络与移动射频标签系统领域，特别涉及一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法和系统。
技术介绍
随着通信技术，嵌入式设备的日趋成熟，射频标签技术（RadioFrequencyIdentification（RFID））技术迅速发展并被广泛应用到供应链管理，仓储管理，以及物流等诸多领域。典型的移动射频标签系统由传送带，标签阅读器已经大量标签组成。标签阅读器被架设在传送带上放，当货物进入标签阅读器的阅读范围时，会通过反射通信方式（backscattercommunication）将存储信息发送给标签阅读器。这里每个标签存储与之对应的货物的信息，因此是独一无二的。目前已有大量的研究工作致力于如何应用移动射频标签系统来提高仓储管理以及物流的效率。然而现有的工作大多关注于怎样高效的对经过标签阅读器阅读范围内的标签进行阅读。一个非常重要的方面标签进入阅读器阅读范围的顺序还没有得到足够的重视。事实上，及时准确高效的标签顺序定位技术是保证移动射频标签系统高效运行的关键之所在。这方面一个典型应用便是机场行李分拣系统。当乘客办理完行李托运手续之后，行李会被贴上被动一个被动式的射频标签。该行李的航班信息以及行李标号会被统一编码并存储在该被动标签中。之后，该行李会通过行李传送带运送至行李分拣池来进行集中处理。当行李进入分拣池后，位于分拣池上方的标签阅读器会报告该检测事件并将该行李虚拟显示在分拣池中央的显示屏中。之后，虚拟化显示模块会模拟传送带的运动过程，实时更新行李所处的位置。另一方面，负责不同航班行李分拣工作的工人们只需观察该屏幕，等待属于自己分拣工作的行李到来时将其从传送带上挪出，装入对应的行李拖车中。因此，准确获知行李在物理世界（传送带）上的相互位置关系，并将其显示在虚拟世界（显示器）上对于行李分拣系统十分重要。一旦行李在传送带上面的先后顺序发生错误，便会引起行李的分拣错误，进而造成巨大的经济损失。例如，行李A与行李B先后进入传送带，由于行李分拣系统的定序失误，造成行李A被错误的当作行李B而运送至了行李B的目的地。那么造成的行李丢失事件将会对航空公司造成不必要的经济损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法和系统，可以用于对移动环境中物体的位置进行定位。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法，包括对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区；获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点；对比每个物体的所述信号强度最大值出现的时间点，得到物体的先后位置关系。进一步的，所述对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区，包括：设标签在一个窗口内的平均阅读率为该窗口共由k个连续的时段组成，该标签在这个窗口内被阅读到的次数为m(m≤k)，其中，pi表示阅读率；如果成立，则该窗口为关键区，设该公式为定理1，其中，a为预设的概率参数。进一步的，所述获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点，具体为：采用二次拟合方法对每个物体在关键区内的信号强度序列进行分析，获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点。进一步的，所述对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区包括：a.当标签阅读器首次读到一个新的标签时，会通过在该时段内该标签的阅读率来为该标签创建第一个窗口。在接下来的一个时段，如果该标签的阅读率不为0，则阅读器便会为该标签创建一个新的窗口。b.当第一个窗口期满时，算法检查该窗口是否满足定理1，如果否，则直接将其从窗口集合中删除。如果是，继续下一步骤。c.将该窗口标为关键区，并删除窗口集合中的其他窗口。然后进入窗口的缓慢增长期直到该窗口不满足定理1。将该窗口上报为关键区。d.对下一个窗口进行算法检查，继续步骤b。进一步的，所述窗口的大小设置为：设该标签在窗口开始时第一个时段内的阅读率为pinit,那么窗口的大小应设置为其中η为给定标签为被读到的概率。一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现系统，包括：关键区寻找单元，用于对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区；时间点获取单元，用于获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点；物体定序单元，用于对比每个物体的所述信号强度最大值出现的时间点，得到物体的先后位置关系。进一步的，所述对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区，包括：设标签在一个窗口内的平均阅读率为该窗口共由k个连续的时段组成，该标签在这个窗口内被阅读到的次数为m(m≤k)，其中，pi表示阅读率；如果成立，则该窗口为关键区，设该公式为定理1，其中，a为预设的概率参数。进一步的，所述获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点，具体为：采用二次拟合方法对每个物体在关键区内的信号强度序列进行分析，获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点。进一步的，所述关键区寻找单元包括：窗口创建模块，用于当标签阅读器首次读到一个新的标签时，会通过在该时段内该标签的阅读率来为该标签创建第一个窗口。在接下来的一个时段，如果该标签的阅读率不为0，则阅读器便会为该标签创建一个新的窗口。算法检查模块，用于当第一个窗口期满时，算法检查该窗口是否满足定理1，如果否，则直接将其从窗口集合中删除。如果是，继续下一步骤。关键区确认模块，用于将该窗口标为关键区，并删除窗口集合中的其他窗口，然后进入窗口的缓慢增长期直到该窗口不满足定理1，将该窗口上报为关键区。循环模块，用于对下一个窗口进行算法检查，继续步骤b。进一步的，所述窗口的大小设置为：设该标签在窗口开始时第一个时段内的阅读率为pinit,那么窗口的大小应设置为其中η为给定标签为被读到的概率。本专利技术的有益效果为：本专利技术被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法和系统，是提供一种新型的移动环境中被动式物体定序技术。以附着在每个物体上标签的阅读特征作为输入，对这些特征序列进行分析，发掘物体之间的时空位置关系。然后通过建立概率模型，进行推理达到找出这些物体在移动环境中的先后顺序的目的。应用本专利技术实施例定序结果准确性高，并经检验能够实时的对于大规模行李分拣系统进行行李位置的实时定序。同时该方法对于物体在移动环境中的姿态具有良好的适应能力。本专利技术不更改现有的射频标签MAC层认证协议，能够迅速的部署在现有的基于射频标签技术的行李分拣系统中。附图说明图1是本专利技术被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法的第一实施例流程图；图2是本专利技术被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法的第二实施例流程图；图3是本专利技术被动式的标签位置粗粒度定位的实现系统的实施例框图；图4是本专利技术被动式的标签位置粗粒度定位的实现系统关键区寻找模块实施例框图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法的第一实施例流程如图1所示：步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法，其特征在于，包括对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区；获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点；对比每个物体的所述信号强度最大值出现的时间点，得到物体的先后位置关系。

【技术特征摘要】
1.一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法，其特征在于，包括对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区，具体包括：设标签在一个窗口内的平均阅读率为该窗口共由k个连续的时段组成，该标签在这个窗口内被阅读到的次数为m(m≤k)，其中，pi表示阅读率；如果成立，则该窗口为关键区，设该公式为定理1，其中，a为预设的概率参数；获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点；对比每个物体的所述信号强度最大值出现的时间点，得到物体的先后位置关系。2.如权利要求1所述的一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法，其特征在于，所述获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点，具体为：采用二次拟合方法对每个物体在关键区内的信号强度序列进行分析，获得每个物体在关键区内的信号强度最大值出现的时间点。3.如权利要求1所述的一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法，其特征在于，所述对阅读率的序列进行分析，找出附着在每个物体上标签在标签阅读器的阅读范围中维持稳定的区域作为关键区包括：a.当标签阅读器首次读到一个新的标签时，会通过在该时段内该标签的阅读率来为该标签创建第一个窗口；在接下来的一个时段，如果该标签的阅读率不为0，则阅读器便会为该标签创建一个新的窗口；b.当第一个窗口期满时，算法检查该窗口是否满足定理1，如果否，则直接将其从窗口集合中删除；如果是，继续下一步骤；c.将该窗口标为关键区，并删除窗口集合中的其他窗口；然后进入窗口的缓慢增长期直到该窗口不满足定理1；将该窗口上报为关键区；d.对下一个窗口进行算法检查，继续步骤b。4.如权利要求3所述的一种被动式的标签位置粗粒度定位的实现方法，其特征在于，所述窗口的大小设置为：设该标签在窗口开始时第一个时段内的阅读率为pinit,那么窗口的大小应设置为其中η为给定标签为被读到的概率。5.一种被动式的标签...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官龙飞，李镇江，杨铮，刘云浩，
申请(专利权)人：无锡清华信息科学与技术国家实验室物联网技术中心，
类型：发明
国别省市：