CN102890765B - 射频识别标签定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及射频识别标签定位方法和装置，其中该射频识别标签定位方法包括：使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数；记录每个标签在天线的当前发射功率下被成功读取的次数；根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间距离的最小分辨率确定天线的下一发射功率；将确定的天线的下一发射功率作为天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数；计算每个标签被成功读取的次数的总和；以及根据每个标签被成功读取的次数的总和对多个标签进行排序，来确定各个标签相对于天线的排列顺序。

Description

射频识别标签定位方法和装置

技术领域

本发明涉及射频识别领域，更具体地，涉及一种射频识别标签定位方法和装置。

背景技术

如今，通过对RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)标签定位来实现对目标物体的位置进行定位的方法已经在物流及生产线领域显得越来越重要。另外，通过定位RFID标签的方法来确定携带RFID阅读器的移动物体的位置及方位的方法也在机器人控制领域得到了广泛的应用。利用超高频的RFID可以远距离识读标签，通过该频段可以识读距离长达10m左右的无源标签，该性能大大的提高了RFID标签在物流及生产线上应用的可能性。随着超高频RFID技术的广泛应用，一个RFID阅读器可以同时识读其读取区域内的多个标签，但是随之而来的问题是，当我们需要发现其中一个指定的标签时却是非常的困难。

至今已经有多种定位方法被开发出来，如利用RSS(receiving signalstrength：接收信号的强度)、AOA(angle of arrival：信号到达的角度)、TOA(time of arrival：信号到达的时刻)、TDOA(time difference of arrival：信号到达的时间差)等信号特征来实现定位的方法。但是这些方法都存在成本高的弊病，其中RSS方法的测位精度低，误差甚至达到数米)。

专利文献1提出了一种通过阅读器发射不同频率的电磁波经过RFID标签反射后阅读器接收到的发射波的相位差来测定标签与阅读器距离的方法。该方法需要使用特定的阅读器来完成，并且无法识别标签与阅读器的相对方位，只能识别标签与阅读器的距离。

专利文献2中提出了一种定位指定标签的装置，通过在RFID标签上增加一个LED装置，当读写器需要寻找一个指定的标签时，读写器向该标签发射信号，该标签点亮LED以表明其为读写器要寻找的标签。

专利文献2对于寻找指定的标签时确实是一个非常好的方法，但是其方法必须在标签上增加一个LED装置，增加的LED装置不仅提高了标签的制造成本，而且降低了标签对环境的适应能力，该标签将不再适用于不适合放入LED的工作环境，如潮湿、易受冲击的环境中。

【专利文献1】：日本专利申请号特愿2008-308023，发明人为小原英行等，发明名称为“距离测定装置、距离测定方法、反射体、及通信***”。

【专利文献2】：美国专利申请公开US2009/0167495A1，发明人为Joshua R.Smith，Daniel Yeager，Ali Rahimi，发明名称为“Radiofrequency identification tags adapted for localization and stateindication”。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种射频识别标签定位方法，包括：使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数；记录每个标签在天线的当前发射功率下被成功读取的次数；根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间距离的最小分辨率确定天线的下一发射功率；将确定的天线的下一发射功率作为天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数；计算每个标签被成功读取的次数的总和；以及根据每个标签被成功读取的次数的总和对多个标签进行排序，来确定各个标签相对于天线的排列顺序。

根据本发明的第二方面，提供了一种射频识别标签定位装置，包括：标签读取单元，被配置用于使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数；标签读取信息记录单元，被配置用于记录每个标签在天线的当前发射功率下被成功读取的次数；发射功率调整单元，被配置用于根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间距离的最小分辨率确定天线的下一发射功率；重复控制单元，被配置用于将天线的下一发射功率作为天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数；求和单元，被配置用于计算每个标签被成功读取的次数的总和；以及标签排序单元，被配置用于根据每个标签被成功读取的次数的总和对多个标签进行排序，来确定各个标签相对于阅读器的排列顺序。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于确定RFID阅读器与标签之间的距离的方法，包括：确定标签的最低反应功率；由小到大改变阅读器的天线的发射功率直到读取到标签；以及根据读取到标签时天线的发射功率和标签的最低反应功率来确定阅读器与标签之间的距离。

另外，本发明的实施例还提供了用于实现上述方法的计算机程序。

此外，本发明的实施例还提供了至少计算机可读介质形式的计算机程序产品，其上记录有用于实现上述方法的计算机程序代码。

通过本发明，可以实现利用普通的通用RFID阅读器进行比较精确的标签定位。

另外，在本发明的射频识别标签定位方法中，自适应调整发射功率大小，从而有效提高了定位速度，缩短定位时间。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其它的优点将更加明显。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的射频识别标签定位方法的流程图；

图2是对标签的最低反应功率进行测量的测量***的示意图；

图3是标签与阅读器正常进行通信时典型的RFID通信信号和时序图；

图4是在暗室中测量标签的最低反应功率的实景示例图；

图5是要进行定位的枪以及枪架的实景示例图；

图6是计算标签之间距离的最小分辨率的参数说明图；

图7示出了根据本发明实施例的射频识别标签定位装置的组成框图；以及

图8示出了可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意性框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与***及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其它细节。

现在常用的超高频RFID(射频识别)标签具有以下几个特点：能被远距离读取，无源RFID标签的被读取距离可以高达10m；RFID阅读器与标签的规格品种繁多；在RFID阅读器的可读区域内被读取到的概率与标签同RFID阅读器的相对距离相关；一次可以读取多个标签，而现有的RFID标签定位***无法在不改变RFID阅读器的硬件结构的情况下精确地确定标签的位置分布。

本发明考虑到RFID标签读取概率随距离变化的上述特点，根据每个标签在阅读器的多个不同发射功率下被成功读取的次数总和来确定各个标签相对于所述阅读器的排列顺序。在根据本发明实施例的射频识别标签定位方法中，采用了一种自适应调整发射功率大小的方法，其中发射功率的调整量不是固定的，而是自适应变化的，由此，可以利用普通的通用RFID阅读器在实现比较精确的标签定位的同时，还保证了定位的速度。

下面结合图1-10来描述根据本发明实施例的射频识别标签定位方法和装置。

图1示出根据本发明实施例的射频识别标签定位方法的流程图。

首先，在步骤S102中，使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数。

这里，“标签”指的是要对其进行定位的对象。优选地，标签的排列方式为从天线的中心开始按射线方向排列。这是考虑到超高频RFID标签具有在RFID阅读器的可读区域内被读取到的概率与标签同RFID阅读器的天线的相对角度有关的特性，假如不是按射线方向排列，则可以通过调整天线的位置和角度来实现。这样的排列方式可以在一定程度上消除角度对标签被读取到的概率的影响。

然后，在步骤S104中，记录每个标签在天线的当前发射功率下被成功读取的次数。

接着，在步骤S106中，根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间距离的最小分辨率确定天线的下一发射功率。

优选地，天线的下一发射功率通过如下步骤获得：根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间距离的最小分辨率计算用于对天线的当前发射功率进行调整的调整量；以及用计算出的调整量对天线的当前发射功率进行调整以获得天线的下一发射功率。

在根据本发明实施例的射频识别标签定位方法中，对阅读器天线的发射功率大小进行自适应调整，也就是说，输出功率的调整量是自适应变化的。在下面的说明中，以天线的发射功率从较小值开始逐渐增大为例进行说明，本领域技术人员可以理解，也可以使天线的发射功率从较大值开始逐渐减小。调整量的计算应用了自由空间下电波传播的原理、特性以及经验公式，具体说明如下。

本领域技术人员可知在自由空间下电波传播的损耗的计算公式如公式1：

Los＝32.44+20lg d(Km)+20lg f(MHz)   --------------------公式1

其中，Los是电波传播损耗，单位为dB；

d是电波传播距离，单位是Km；

f是工作频率，单位是MHz。

单位厘米的传播损耗差(ΔLos)与距离(d)的关系计算式如公式2：

ΔLos＝20(lg(d+1)(cm)-lg(d)(cm))   --------------------公式2

在本发明中，定义标签可以与阅读器正常通信时接收到的最低功率为标签的最低反应功率，在此表示为：MindBm(单位dBm)。

标签的最低反应功率可以通过图2中的示例性测量***来进行测量。

如图2所示，将标签放到暗室里，在标签的附近放置RFID测试仪的天线(例如可以采用上海聚星仪器有限公司的NI-VISN-100射频标签测试仪)。设置好传统的测量最低反应功率的环境，将RFID测试仪天线尽可能的靠近RFID标签，然后从阅读器天线的最低发射功率开始逐渐增大发射功率，直到增大到在RFID测试仪上可以观测到从标签返回的如图3所示的通信数据。图3是标签与阅读器正常进行通信时典型的RFID通信信号和时序。此时通过RFID测试仪记录下来的标签所在位置接收到的阅读器天线的发射功率即可作为该类标签的最低反应功率。

图4为在暗室中测量标签的最低反应功率的实景示例图，中间白色立柱上放置RFID标签，两侧的小立柱上放置RFID测试仪的天线，在测试中要求天线尽可能的靠近标签。

另外，在一个优选实施例中，可以根据电波损耗的计算公式来估算标签的最低反应功率。

假设当标签恰好位于能被阅读器读到的位置(与阅读器距离L1(cm))时，阅读器的输出功率为Power1(dBm)。那么

MindBm(dBm)＝Power1(dBm)-ΔLos   ------------------公式3

其中，ΔLos参考公式1来计算，由于公式1中d的单位为m，因此用L1/100000来代入。

从而，根据上面的公式3，标签的最低反应功率可以通过以下步骤获得：保持阅读器与标签之间的距离固定；由小到大改变天线的发射功率直到读取到标签；以及根据读取到标签时天线的发射功率和阅读器与标签之间的距离来确定标签的最低反应功率。

标签的最低反应功率还可以通过以下步骤获得：天线以固定发射功率尝试读取标签；由远到近改变阅读器与标签之间的距离直到阅读器读取到标签；以及根据读取到所述标签时所述阅读器与所述标签之间的距离和天线的发射功率来确定标签的最低反应功率。

在本发明中，还定义要进行定位的标签序列中任意两个标签之间的最小距离为标签之间距离的最小分辨率，表示为：Mind(单位cm)。

标签之间距离的最小分辨率可以通过以下几种方法得到：

1.最小分辨率可以作为已知的参数由用户从输入界面输入，由用户确定标签之间的最小距离。对于标签之间的距离固定的应用场景也可以将标签之间距离的最小分辨率预先存储到定位***中，作为***的一个缺省参数。如图5所示，是排列在枪架上要进行定位的枪以及枪架的实景示例图。可以看到，枪架上放枪的卡槽是均匀分布的，因此相邻两把枪之间的距离是固定的，从而在该场景中可以将相邻两把枪之间的距离作为标签之间距离的最小分辨率预先存储于定位***中。

2.在实践中，对于过于密集分布的标签难以进行区分，即标签与标签之间的距离必须大于某个最小值的情况下才可保证定位***能够进行准确定位。该距离的最小值可以在实验室通过不断调整标签之间的距离来获得。因此，可以将该距离的最小值作为定位***的标签之间距离的最小分辨率，并以缺省设置的方式预先存储于定位***中。

在本发明一个优选实施例中，可以通过计算来获得标签之间距离的最小分辨率。下面参照图6说明计算标签之间距离的最小分辨率的具体方法。

事先获得阅读器天线的发射功率与天线覆盖范围之间的关系，并将其保存到数据库中。将阅读器的天线从最小发射功率开始不断提高发射功率，直到读到第一个标签，记此时的发射功率为P1。使发射功率Px不断提高，直到没有读取到增加的标签为止，记此时的发射功率为Pn。记录在各输出功率Px下读取到的标签的数目Nx。从数据库中根据输出功率与覆盖范围的关系获取Lx，计算各发射功率之间的标签数与覆盖范围差之间的关系D_x＝(L_x-L₁)/(N_x-N₁)，取其最小值Min(D_x)作为最小分辨率，其中1＜x＜n。

我们认为天线的发射功率到达可以读取到的最远标签时恰好衰减为标签的最低反应功率MindBm，根据上述公式1，我们可以计算出当阅读器天线的发射功率为P时，阅读器可以读取的最远标签到阅读器的距离L的计算公式为：

L(cm)＝10^((P-MindBm)-32.44-20lg f(MHz)/20+5)--------------公式4

在本发明中，为了提高标签的定位速度，使得阅读器天线的发射功率每次的增加量使阅读器可以读取的最远标签的距离增加标签之间距离的最小分辨率Mind，也就是说，每次增加阅读器天线的发射功率之后使得阅读器恰好可以多读取一个标签。

在按照公式4根据天线的发射功率P和标签的最低反应功率MindBm计算出的阅读器可以读取的最远标签到阅读器的距离为L的情况下，要使得L增加Mind，根据上述公式2，可以得到天线发射功率要增加的增加量为：

StepdB＝20(lg(L+Mind)(cm)-lg(L)(cm))   --------------公式5

本领域技术人员可以理解，在采用使天线的发射功率从较大值开始逐渐减小的方式下，当发射功率为P时，天线发射功率要减小的减小量为：

StepdB＝20(lg(L)(cm)-lg(L-Mind)(cm))   --------------公式6

将上述公式4代入公式5得到：

StepdB＝20(lg((10^((P-MindBm)-32.44-20lg f(MHz)/20+5))+Mind)(cm)-((P-MindBm)-32.44-20lg f(MHz)/20+5)  (cm))--------------公式7

从公式7可以看出，发射功率的调整量是由阅读器的当前发射功率P、标签之间距离的最小分辨率Mind和标签的最低反应功率MindBm确定的。同样，在采用使天线的发射功率从较大值开始逐渐减小的方式下，发射功率的调整量也是由阅读器的当前发射功率P、标签之间距离的最小分辨率Mind和标签的最低反应功率MindBm确定的。

随着当前发射功率的不断调整，调整量也随之改变。从而实现了发射功率的自适应调整。

接着，在步骤108中，将确定的天线的下一发射功率作为天线的当前发射功率，重复执行上述步骤102-106第二预定次数。

接着，在步骤110中，计算每个标签被成功读取的次数的总和。

接着，在步骤112中，根据所述每个标签被成功读取的次数的总和对所述多个标签进行排序，来确定各个标签相对于所述阅读器的排列顺序。

举例来说，假设RFID阅读器天线的初始发射功率为P0，在保持阅读器天线的发射功率为P0的情况下读取多个标签例如M次。对于标签j，其在发射功率P0下被成功读取的次数记为X_j0.根据天线的当前发射功率P0、标签的最低反应功率MindBm以及标签之间距离的最小分辨率Mind计算出用于对天线的当前发射功率P0进行调整的调整量为StepdB1，则阅读器天线的下一发射功率PI＝P0+StepdB1。将P1作为阅读器天线的当前发射功率，重复以上步骤例如N次。分别计算每个标签被成功读取的次数的总和，例如标签j被成功读取的次数的总和Xj＝X_j0+X_j1+...+X_jN。将各个标签的成功读取次数之和Xj从大到小排列，即得到标签相对于阅读器的由近到远的排列顺序，反之亦然。

优选地，在根据每个标签被成功读取的次数的总和对多个标签进行排序之后，还可以计算每个标签相对于天线的归一化读取概率；并且通过根据每个标签相对于天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个标签相对于天线的距离，其中，读取概率地图记录标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。

例如，本申请人于2010年9月29日递交的题为“射频识别标签定位方法和装置”的中国专利申请201010505219.9记载了形成读取概率地图的过程，该申请的全部内容通过引用合并于此。

根据本发明的一个实施例，可以利用标签的最低反应功率来测定阅读器与标签之间的距离。该方法包括：确定标签的最低反应功率；由小到大改变阅读器的天线的发射功率直到读取到标签；以及根据读取到标签时天线的发射功率和标签的最低反应功率来确定阅读器与标签之间的距离。

图7示出了根据本发明实施例的用于射频识别RFID标签定位装置的框图。RFID标签定位装置700包括标签读取单元702、标签读取信息记录单元704、发射功率调整单元706、重复控制单元708、求和单元710和标签排序单元712。标签读取单元702，被配置用于使用RFID阅读器在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数。标签读取信息记录单元704，被配置用于记录每个标签在天线的当前发射功率下被成功读取的次数。发射功率调整单元706，被配置用于根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间距离的最小分辨率确定天线的下一发射功率。重复控制单元708，被配置用于将天线的下一发射功率作为天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数。求和单元710，被配置用于计算每个标签被成功读取的次数的总和。标签排序单元712，被配置用于根据每个标签被成功读取的次数的总和对多个标签进行排序，来确定各个标签相对于阅读器的排列顺序。

可选地，RFID标签定位装置700还包括功率调整量计算单元(未示出)，被配置用于根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间的距离的最小分辨率计算用于对当前发射功率进行调整的调整量。

可选地，RFID标签定位装置700还包括：归一化单元和距离确定单元(未示出)。归一化单元，被配置用于计算每个标签相对于天线的归一化读取概率。距离确定单元，被配置用于通过根据每个标签相对于天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个标签相对于天线的距离，其中，读取概率地图记录标签相对于天线的归一化读取概率与标签相对于天线的距离的对应关系。

通过阅读前面给出的相应处理的描述，装置700的各个组成单元的功能如何实现就变得很清楚了，所以在此不再赘述。

在此需要说明的是，图7所示的RFID标签定位装置700及其组成单元的结构仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要对图7所示的结构框图进行修改。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。

在通过软件和/或固件实现本发明的实施例的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机，例如图8所示的通用计算机800安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等等。

图8示出了可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意性框图。在图8中，中央处理单元(CPU)801根据只读存储器(ROM)802中存储的程序或从存储部分808加载到随机存取存储器(RAM)803的程序执行各种处理。在RAM 803中，还根据需要存储当CPU 801执行各种处理等等时所需的数据。CPU 801、ROM 802和RAM 803经由总线804彼此连接。输入/输出接口805也连接到总线804。

下述部件连接到输入/输出接口805：输入部分806(包括键盘、鼠标等等)、输出部分807(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等)、存储部分808(包括硬盘等)、通信部分809(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分809经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器810也可连接到输入/输出接口805。可拆卸介质811比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等可以根据需要被安装在驱动器810上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分808中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质811安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图8所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质811。可拆卸介质811的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 802、存储部分808中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

本发明还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的方法。

相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。

在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

此外，本发明的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序地、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。

根据本发明实施例的上述方法和装置可以应用于对于需要监控物体的位置和方位的应用领域，尤其适合于物流和生产线管理领域。可以根据客户对位置和方位识别的需求提供相应的服务。为了方便对本发明实施例的方法和装置的进一步理解，以下描述几个根据本发明实施例的方法和装置的应用场景。应当理解，这些应用场景仅是为说明的目的，而不是要限制本发明。

(应用场景1)

由于目前大部分的物流标签不具备可视性，因此要从一堆整齐排列的物品中寻找带有指定标签的产品，是非常困难的事情。

为了方便说明，这里指定标签的排列方式为天线的中心开始按射线方向排列，假如不是按该方向排列时可以通过调整天线的位置和角度达到所需的目的。如果一个天线的范围不能覆盖所有标签时，可以使用多个天线。

利用根据本发明实施例的方法和装置，首先设计需要用于定位计算的天线的最大发射功率和最小发射功率。然后将天线的发射功率调到预设的最大值，记录各标签在天线的最大发射功率下被天线成功读取的次数。然后根据天线的当前发射功率、标签的最低反应功率以及标签之间距离的最小分辨率计算天线发射功率的调整量，逐渐调低天线的发射功率，直到达到预先设计的最小输出功率，并获得各个发射功率下各个标签的被成功读取次数。接着把各标签对应的被成功读取次数进行相加，得到标签被天线成功读取的次数之和。通过将每个标签被成功读取的次数之和进行排序，来确定各个标签相对于天线的远近排列顺序。

当用户输入要查找的标签ID号时，所述装置最终将返回该ID号的标签为按距离天线由近及远或由远及近方向排列的第几号标签。用户可以直接通过肉眼发现该标签在贴有标签的物体的序列中的位置。

(应用场景2)

当需要识别通过仓库门或流通过程中的某道门的物品时，利用根据本发明实施例的方法和装置，可以通过计算物品上的RFID标签的位置排列来迅速发现通过该门时各物品的叠放顺序。

此外，通过多天线的结合，可以实现纵向排列的标签的排列顺序的计算。

(应用场景3)

利用根据本发明实施例的方法和装置，机器人在行走中可以根据自己的速度和定位标签来确定自己所处的位置和方位及行走方向。

标签的定位反过来也可以实现天线的定位，通过对天线的定位来实现对机器人的行走方向和位置的有效定位。

尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。

通过以上的描述可以看出，根据本公开的实施例，提供了如下的方案：

附记1.一种射频识别RFID标签定位方法，包括：

使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数；

记录每个标签在所述天线的当前发射功率下被成功读取的次数；

根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间距离的最小分辨率确定所述天线的下一发射功率；

将确定的所述天线的下一发射功率作为所述天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数；

计算每个标签被成功读取的次数的总和；以及

根据所述每个标签被成功读取的次数的总和对所述多个标签进行排序，来确定各个标签相对于所述天线的排列顺序。

附记2.如附记1所述的方法，其中所述天线的下一发射功率通过如下步骤获得：

根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间距离的最小分辨率计算用于对所述天线的当前发射功率进行调整的调整量；以及

用计算出的所述调整量对所述天线的当前发射功率进行调整以获得所述天线的下一发射功率。

附记3.如附记1或2所述的方法，其中在根据所述每个标签被成功读取的次数的总和对所述多个标签进行排序的步骤之后还包括：

计算每个标签相对于所述天线的归一化读取概率；以及

通过根据每个标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

附记4.如附记1所述的方法，其中所述标签的最低反应功率通过以下步骤获得：

保持所述阅读器与所述标签之间的距离固定；

由小到大改变所述天线的发射功率直到读取到所述标签；以及

根据读取到所述标签时所述天线的发射功率和所述阅读器与所述标签之间的所述距离来确定所述标签的最低反应功率。

附记5.如附记1所述的方法，其中所述标签的最低反应功率通过以下步骤获得：

所述天线以固定发射功率尝试读取标签；

由远到近改变所述阅读器与所述标签之间的距离直到所述阅读器读取到所述标签；以及

根据读取到所述标签时所述阅读器与所述标签之间的距离和所述天线的所述发射功率来确定所述标签的最低反应功率。

附记6.如附记1或2所述的方法，其中所述标签的排列方式为从所述天线的中心开始按射线方向排列。

附记7.一种用于确定RFID阅读器与标签之间的距离的方法，包括：

确定所述标签的最低反应功率；

由小到大改变所述阅读器的天线的发射功率直到读取到所述标签；以及

根据读取到所述标签时所述天线的发射功率和所述标签的最低反应功率来确定所述阅读器与所述标签之间的距离。

附记8.一种射频识别RFID标签定位装置，包括：

标签读取单元，被配置用于使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数；

标签读取信息记录单元，被配置用于记录每个标签在所述天线的当前发射功率下被成功读取的次数；

发射功率调整单元，被配置用于根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间距离的最小分辨率确定所述天线的下一发射功率；

重复控制单元，被配置用于将所述天线的所述下一发射功率作为所述天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数；

求和单元，被配置用于计算每个标签被成功读取的次数的总和；以及

标签排序单元，被配置用于根据所述每个标签被成功读取的次数的总和对所述多个标签进行排序，来确定各个标签相对于所述阅读器的排列顺序。

附记9.如附记8所述的装置，还包括功率调整量计算单元，被配置用于根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间的距离的最小分辨率计算用于对所述天线的当前发射功率进行调整的调整量。

附记10.如附记8或9所述的装置，还包括：

归一化单元，被配置用于计算每个标签相对于所述天线的归一化读取概率；

距离确定单元，被配置用于通过根据每个标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

附记11.如附记8所述的装置，其中，所述最低反应功率通过以下方式来获得：

所述阅读器以固定发射功率尝试读取标签；

由远到近改变所述阅读器与所述标签之间的距离直到所述阅读器读取到所述标签；以及

根据读取到所述标签时所述阅读器与所述标签之间的距离和所述阅读器的所述发射功率来确定所述最低反应功率。

附记12.如附记8所述的装置，其中，所述最低反应功率通过以下方式来获得：

所述阅读器以固定发射功率尝试读取标签；

由远到近改变所述阅读器与所述标签之间的距离直到所述阅读器读取到所述标签；以及

根据读取到所述标签时所述阅读器与所述标签之间的距离和所述阅读器的所述发射功率来确定所述最低反应功率。

Claims (9)

1.一种射频识别RFID标签定位方法，包括：

使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数；

记录每个标签在所述天线的当前发射功率下被成功读取的次数；

根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间距离的最小分辨率确定所述天线的下一发射功率；

将确定的所述天线的下一发射功率作为所述天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数；

计算每个标签被成功读取的次数的总和；以及

根据所述每个标签被成功读取的次数的总和对所述多个标签进行排序，来确定各个标签相对于所述天线的排列顺序。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述天线的下一发射功率通过如下步骤获得：

根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间距离的最小分辨率计算用于对所述天线的当前发射功率进行调整的调整量；以及

用计算出的所述调整量对所述天线的当前发射功率进行调整以获得所述天线的下一发射功率。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中在根据所述每个标签被成功读取的次数的总和对所述多个标签进行排序的步骤之后还包括：

计算每个标签相对于所述天线的归一化读取概率；以及

通过根据每个标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述标签的最低反应功率通过以下步骤获得：

保持所述阅读器与所述标签之间的距离固定；

由小到大改变所述天线的发射功率直到读取到所述标签；以及

根据读取到所述标签时所述天线的发射功率和所述阅读器与所述标签之间的所述距离来确定所述标签的最低反应功率。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述标签的最低反应功率通过以下步骤获得：

所述天线以固定发射功率尝试读取标签；

由远到近改变所述阅读器与所述标签之间的距离直到所述阅读器读取到所述标签；以及

根据读取到所述标签时所述阅读器与所述标签之间的距离和所述天线的所述发射功率来确定所述标签的最低反应功率。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中所述标签的排列方式为从所述天线的中心开始按射线方向排列。

7.一种射频识别RFID标签定位装置，包括：

标签读取单元，被配置用于使用RFID阅读器的天线在当前发射功率下读取多个标签第一预定次数；

标签读取信息记录单元，被配置用于记录每个标签在所述天线的当前发射功率下被成功读取的次数；

发射功率调整单元，被配置用于根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间距离的最小分辨率确定所述天线的下一发射功率；

重复控制单元，被配置用于将所述天线的所述下一发射功率作为所述天线的当前发射功率，重复执行以上步骤第二预定次数；

求和单元，被配置用于计算每个标签被成功读取的次数的总和；以及

标签排序单元，被配置用于根据所述每个标签被成功读取的次数的总和对所述多个标签进行排序，来确定各个标签相对于所述阅读器的排列顺序。

8.如权利要求7所述的装置，还包括功率调整量计算单元，被配置用于根据所述天线的当前发射功率、所述标签的最低反应功率以及所述标签之间的距离的最小分辨率计算用于对所述天线的当前发射功率进行调整的调整量。

9.如权利要求7或8所述的装置，还包括：

归一化单元，被配置用于计算每个标签相对于所述天线的归一化读取概率；

距离确定单元，被配置用于通过根据每个标签相对于所述天线的归一化读取概率查询读取概率地图，来确定每个标签相对于所述天线的距离，

其中，所述读取概率地图记录标签相对于所述天线的归一化读取概率与标签相对于所述天线的距离的对应关系。