定位系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定位系統(tǒng)及方法，所述定位系統(tǒng)包括定位裝置和可穿戴式RFID讀寫器，其中：所述定位裝置由一個定位單元組成，或者由多個定位單元連接組成，所述定位單元中布置有一個或多個RFID標(biāo)簽；所述RFID標(biāo)簽與定位空間中的三維空間坐標(biāo)一一對應(yīng)；所述可穿戴式RFID讀寫器包括：讀寫器本體和固定單元，其中：所述讀寫器本體執(zhí)行對于RFID標(biāo)簽的讀寫操作；所述固定單元與所述讀寫器本體連接，以對讀寫器本體進行可穿戴式固定裝置。本發(fā)明同時還公開了一種利用定位系統(tǒng)進行定位的方法。本發(fā)明通過安設(shè)在定位裝置中的RFID標(biāo)簽以及可穿戴式RFID讀寫器實現(xiàn)空間定位，受環(huán)境影響小、裝設(shè)方便靈活、定位精度高且成本低。
【專利說明】
定位系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及空間定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種定位系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)和計算機技術(shù)的進步，虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)這一可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，受到越來越多的青睞，成為人類一種新的交流方式。虛擬現(xiàn)實最重要的特點就是具有良好的交互性和沉浸感，而交互和提供沉浸感的主要技術(shù)則依賴于高精度的空間定位，這樣才能為用戶提供更好的虛實無縫結(jié)合的體驗。
[0003]目前空間定位技術(shù)主要包括:基于GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的各類定位技術(shù)、不基于RSSK接收信號強度)的射頻定位技術(shù)、基于RSSI的射頻定位技術(shù)以及CV定位技術(shù)等。
[0004]1、基于GNSS的定位技術(shù)包括美國的GPS，俄羅斯的GL0NASS，歐盟的GALILEO和中國的北斗。由于GNSS自身的精度有限，延遲較大，后來又衍生出了RTK、差分定位等技術(shù)。這些基于GNSS的定位技術(shù)應(yīng)用廣泛，但由于衛(wèi)星信號穿透力很差，幾乎為0，因此在樓群密集的地方對于定位精度影響很大，難以在室內(nèi)進行精確定位。
[0005]2、不基于RSSI的射頻定位技術(shù)中的代表技術(shù)為UWB定位，UWB定位是使用TOA，TD0A，A0A等方法進行三角測量，基本可以理解為把GNSS定位技術(shù)應(yīng)用到室內(nèi)，把一些已知的位置點或固定設(shè)施作為已知位置標(biāo)記點。該類定位技術(shù)在理想實驗環(huán)境中定位精度為5CM左右，但在環(huán)境復(fù)雜的實際應(yīng)用場景中，精度往往要低很多，因為場景的復(fù)雜，以及人群的眾多都會對信號產(chǎn)生很大的影響，比如多徑效應(yīng)，從而使定位精度嚴(yán)重降低。
[0006]3、基于RSSI的射頻定位技術(shù)目前包括WiFi定位技術(shù)，藍牙定位技術(shù)和蘋果公司的iBeacon定位技術(shù)。這些技術(shù)都是以RSSI與距離成反比為基礎(chǔ)，即離基站(比如一個WiFi接入點)越近，RSSI就越高，越遠(yuǎn)RSSI就越小。但是在實際應(yīng)用場景中引起RSSI變化的因素不計其數(shù)，包括障礙物遮擋，無線信號的極化方向，天線的各向異性等等。通過這類技術(shù)我們只能判斷目標(biāo)物體是否在信號覆蓋范圍內(nèi)，并不能準(zhǔn)確的確定目標(biāo)物體的具體位置信息。
[0007]4、CV定位技術(shù)，這類技術(shù)雖然精度高，但是定位成本較高，而且如果一個定位區(qū)域內(nèi)同時有多個目標(biāo)物體移動或存在，定位精度就會驟降，并且具有弱ID缺點，即多個目標(biāo)物體中可能存在部分或全部目標(biāo)物體無法識別定位的現(xiàn)象。
[0008]射頻識別技術(shù)(Rad1Frequency Identificat1n,RFID)從20世紀(jì)80年代開始逐步發(fā)展成一項自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作不需要人工干預(yù)，同時其可以識別高速運動物體并可以識別多個RFID標(biāo)簽，操作方便快捷。目前在物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實、身份識別、生產(chǎn)監(jiān)控等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種定位系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)利用射頻識別技術(shù)實現(xiàn)定位，具體地，所述定位系統(tǒng)包括定位裝置和可穿戴式RFID讀寫器，所述定位裝置由一個定位單元組成，或者由多個定位單元連接組成，定位單元中安設(shè)有一個或多個RFID標(biāo)簽，根據(jù)實際應(yīng)用的需要，將所述定位裝置安裝在室內(nèi)或室外環(huán)境中可固定定位單元的實體上，通過穿戴在身上的RFID讀寫器對RFID標(biāo)簽進行識別即可實現(xiàn)移動定位。本發(fā)明受環(huán)境影響小、裝設(shè)方便靈活、定位精度高且成本低。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)包括定位裝置和可穿戴式RFID讀寫器，其中:
[0011]所述定位裝置由一個定位單元組成，或者由多個定位單元連接組成，其中:
[0012]所述定位單元中布置有一個或多個射頻識別電子(RFID)標(biāo)簽；
[0013]所述RFID標(biāo)簽與定位空間中的三維空間坐標(biāo)一一對應(yīng)；
[0014]所述可穿戴式RFID讀寫器包括:讀寫器本體和固定單元，其中:
[0015]所述讀寫器本體執(zhí)行對于RFID標(biāo)簽的讀寫操作；
[0016]所述固定單元與所述讀寫器本體連接，以對讀寫器本體進行可穿戴式固定。
[0017]可選地，所述定位裝置由多個定位單元連接組成時，所述定位單元設(shè)置有連接件。
[0018]可選地，所述定位單元由非金屬材料制成;所述固定單元由柔性非金屬材料制作或由非柔性非金屬材料制作。
[0019]可選地，所述RFID標(biāo)簽具有唯一的標(biāo)識信息，所述標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)一一對應(yīng)。
[0020]可選地，所述RFID標(biāo)簽為中高頻/超高頻RFID標(biāo)簽。
[0021 ]可選地，所述固定單元與讀寫器本體通過連接件物理連接或者制作為嵌入式連接。
[0022]可選地，所述讀寫器本體包括:天線單元、射頻信號處理單元、處理器、通信單元和供電單元，其中:
[0023]所述天線單元與所述射頻信號處理單元連接；
[0024]所述射頻信號處理單元與天線單元和處理器連接；
[0025]所述通信單元與所述處理器連接；
[0026]所述供電單元的電源輸出端與所述射頻信號處理單元、處理器和通信單元的電源輸入端連接。
[0027]可選地，所述射頻信號處理單元還包括濾波器;所述處理器包括數(shù)據(jù)處理芯片和封裝單元。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種使用所述定位系統(tǒng)進行定位的方法，所述方法包括以下步驟:
[0029]將鋪設(shè)在定位空間中的定位裝置中的RFID標(biāo)簽與定位空間的空間信息建立一一對應(yīng)關(guān)系；
[0030]可穿戴式RFID讀寫器讀取目標(biāo)對象所在位置的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系獲得所述RFID標(biāo)簽對應(yīng)的三維空間坐標(biāo)信息；
[0031]對一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)可穿戴式RFID讀寫器讀取到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，預(yù)測下一時刻目標(biāo)對象的空間位置信息。
[0032]可選地，所述可穿戴式RFID讀寫器讀取目標(biāo)對象所在位置的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的步驟還包括對于所述穿戴式RFID讀寫器同一時刻讀取到的多個RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行濾波的步驟。
[0033]本發(fā)明通過在定位裝置的定位單元內(nèi)設(shè)置一個或多個RFID標(biāo)簽，并對RFID標(biāo)簽建立與三維空間坐標(biāo)一一對應(yīng)的唯一標(biāo)識信息，當(dāng)目標(biāo)對象在該定位裝置所形成或覆蓋的空間中進行移動時，可根據(jù)穿戴在身上的RFID讀寫器讀取到的RFID標(biāo)簽的內(nèi)容判斷出目標(biāo)對象的空間位置坐標(biāo)信息進而實現(xiàn)移動定位。本發(fā)明提出的上述定位系統(tǒng)的定位裝置能夠很方便地安裝在目標(biāo)物體所在的空間中，可穿戴式RFID讀寫器能夠很方便地穿戴在人體上，由于定位裝置使用價格低廉的RFID標(biāo)簽，因此整體投入成本較低；另外，由于用戶可根據(jù)定位精度和成本要求靈活選擇RFID標(biāo)簽的安裝數(shù)量和方式，比如密集安裝或是稀疏安裝，從而能夠滿足用戶的不同需求，更好的解決定位精度和定位成本之間的矛盾。
【附圖說明】
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0035]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0036]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的定位單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的定位單元連接示意圖；
[0038]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的可穿戴式RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0039]圖6是根據(jù)本發(fā)明一實施例的定位方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0040]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0041 ]根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種定位系統(tǒng)，如圖1所示，所述定位系統(tǒng)包括定位裝置和可穿戴式RFID讀寫器，其中:
[0042]所述定位裝置由一個定位單元組成，或者由多個定位單元連接組成，其中:
[0043]所述定位單元中安設(shè)有一個或多個射頻識別(RFID)標(biāo)簽；
[0044]所述RFID標(biāo)簽與三維空間坐標(biāo)——對應(yīng)；
[0045]所述可穿戴式RFID讀寫器包括:讀寫器本體和固定單元，其中:
[0046]所述讀寫器本體執(zhí)行對于RFID標(biāo)簽的讀寫操作；
[0047]所述固定單元與所述讀寫器本體連接，以對讀寫器本體進行可穿戴式固定，所述固定單元使得當(dāng)將所述讀寫器本體或者所述可穿戴式RFID讀寫器穿戴在身上的某個部位時，能夠有效地對于RFID標(biāo)簽進行讀寫操作，并且保證讀寫器本體的讀寫性能不受穿戴部位運動的影響。
[0048]其中，所述定位裝置可獨立放置在某處，也可鋪設(shè)/布置/固定到依附物體上，具體的安裝方式視具體應(yīng)用需要而定，比如可鋪設(shè)在地板上、固定在墻壁或天花板上，也可放置在桌子上、固定在貨物等物品上等等。所述定位裝置可形成一個空間或覆蓋一個空間，當(dāng)目標(biāo)對象，即被定位對象，在該空間內(nèi)移動時，通過RFID讀寫器讀取相關(guān)的RFID標(biāo)簽信息即可確定目標(biāo)對象的空間位置，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
[0049]其中，所述定位單元是具有一定長、寬、厚度或者其它可以將RFID標(biāo)簽放置在其內(nèi)部或表面的實體單元。所述定位單元可以呈現(xiàn)規(guī)則的形狀，如正方形、長方形或圓形等，也可以呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，為了便于所述定位裝置在定位空間中的鋪設(shè)和材料的充分合理利用，可靈活選擇定位單元的形狀。但不管定位單元呈何種形狀，在使用多個定位單元來組成定位裝置時，所述定位單元需要設(shè)置有連接件，比如在定位單元的邊緣或者靠近邊緣處設(shè)置卡槽、卡扣、連接扣等連接件，以固定定位單元之間的相對位置或者定位單元與依附物體之間的相對位置。需要特別說明的是，上述定位單元的形狀只是示例性的說明，并不用于限制本發(fā)明，任何合理地、可制作的定位單元形狀均落入本發(fā)明的保護范圍。
[0050]所述定位單元由非金屬材料制成或主要由非金屬材料制成，比如聚碳酸酯、聚氯乙稀等。當(dāng)然，定位單元的制作材料可根據(jù)定位單元的安裝位置來進行選擇，比如，當(dāng)所述定位單元用作地板時，可選擇抗壓非金屬材料，當(dāng)所述定位單元用作天花板或者安裝在墻壁上時，可選擇輕質(zhì)非金屬材料等等。
[0051 ]其中，每個RFID標(biāo)簽都具有一個唯一的標(biāo)識信息，該標(biāo)識信息能夠確保每個RFID標(biāo)簽在所需定位的空間中具有唯一性，并且，該標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系。比如，所述標(biāo)識信息可以包括所述RFID標(biāo)簽的EPC ID信息、所述RFID標(biāo)簽所在定位單元的序號、所RFID標(biāo)簽在所述定位單元中的序號中的一種或多種信息。當(dāng)然，所述標(biāo)識信息也可以是其他信息，只要能夠?qū)τ谕欢ㄎ豢臻g內(nèi)的多個RFID標(biāo)簽進行唯一區(qū)分即可。所述標(biāo)識信息可通過編輯工具來建立，該編輯工具可對RFID標(biāo)簽所在定位單元序號和RFID標(biāo)簽在所述定位單元中的序號進行編輯和設(shè)置。
[0052]所述RFID標(biāo)簽可安設(shè)在所述定位單元的內(nèi)部或表面上，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)實際需要和定位裝置的安裝位置選擇RFID標(biāo)簽的安裝位置，比如，若所述定位裝置鋪設(shè)在地板上，為了保護RFID標(biāo)簽，延長其使用壽命，可選擇將所述RFID標(biāo)簽安設(shè)在所述定位單元的內(nèi)部;若所述定位裝置安裝在墻壁或天花板上，由于RFID標(biāo)簽無需承重，為了增加RFID標(biāo)簽的識別距離，提高其識別度，可選擇將所述RFID標(biāo)簽安設(shè)在所述定位單元的表面上，在這種情況下，為了對所述RFID標(biāo)簽進行保護，還可以在所述RFID標(biāo)簽的外表面或者安設(shè)RFID標(biāo)簽的定位單元的表面套設(shè)一保護層，所述保護層可使用抗壓材料制成。需要特別說明的是，上述RFID標(biāo)簽的安裝位置只是示例性的說明，并不用于限制本發(fā)明，任何合理地、可制作的安裝位置均落入本發(fā)明的保護范圍。
[0053]所述RFID標(biāo)簽可以是任何適合尺寸或規(guī)格的RFID標(biāo)簽，所述定位單元的一個或多個RFID標(biāo)簽的識別范圍可完全覆蓋也可部分覆蓋所述定位裝置。在本發(fā)明一實施例中，所述RFID標(biāo)簽為中高頻/超高頻RFID標(biāo)簽或中高頻/超高頻無源RFID標(biāo)簽，此處可以理解的是，中高頻RFID標(biāo)簽的工作頻率為3MHz?30MHz，超高頻RFID標(biāo)簽的工作頻率為860MHz?960MHz。在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，采用13.54MHz高頻無源RFID標(biāo)簽或866MHz/902MHz超高頻無源RFID標(biāo)簽，這些無源RFID標(biāo)簽受環(huán)境因素的影響小，成本低，抗干擾性強，使用壽命長。當(dāng)然，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)實際需要采用其他工作頻率的中高頻或超高頻RFID標(biāo)簽。需要特別說明的是，上述RFID標(biāo)簽的尺寸和規(guī)格只是示例性的說明，并不用于限制本發(fā)明，任何合理地、可實現(xiàn)的RFID標(biāo)簽尺寸和規(guī)格均落入本發(fā)明的保護范圍。
[0054]所述RFID標(biāo)簽在定位單元中可以是均勻分布，也可以是非均勻分布，可以理解的是，所述均勻分布指的是定位單元中的每個RFID標(biāo)簽之間的距離相同，所述非均勻分布指的是定位單元中的每個RFID標(biāo)簽之間的距離不相同或者不完全相同。所述RFID標(biāo)簽分布方式的選擇與定位精度和定位成本要求有關(guān)，為了使得RFID標(biāo)簽的覆蓋范圍無盲區(qū)，實現(xiàn)全方位無縫高精度定位，通常會選擇均勻分布方式;但實際應(yīng)用中，考慮到某些區(qū)域可能并不需要RFID標(biāo)簽的覆蓋，在精度要求能夠得到滿足的情況下，為了降低成本，可以選擇非均勻分布方式，甚至還可以根據(jù)用戶的實際應(yīng)用需求定制分布方式。當(dāng)然，所述RFID標(biāo)簽之間的排列距離也可以根據(jù)所需要的定位效果和精度來確定，通常來說，所述RFID標(biāo)簽之間的距離不超過lm，優(yōu)選地，RFID標(biāo)簽之間的距離大于其尺寸的3倍。需要特別說明的是，上述RFID標(biāo)簽的分布方式只是示例性的說明，并不用于限制本發(fā)明，任何合理地、可實現(xiàn)的RFID標(biāo)簽的分布方式均落入本發(fā)明的保護范圍。
[0055]以下以由多個定位單元連接組成的定位裝置為例對于本發(fā)明的定位裝置進行進一步的說明。
[0056]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述定位裝置I由多個定位單元11連接組成，在本實施例中，所述定位單元11采用矩形這一規(guī)則形狀。
[0057]圖3為本實施例中定位單元11的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，在定位單元11的內(nèi)部，RFID標(biāo)簽12采用非均勻分布方式進行布置，本實施例中，每個RFID標(biāo)簽12之間的距離大于1.5倍的RFID標(biāo)簽尺寸。
[0058]利用編輯工具對定位單元11中的RFID標(biāo)簽12進行唯一標(biāo)識信息編輯，并將該唯一標(biāo)識信息與該RFID標(biāo)簽12所在定位單元11的空間位置信息以及該RFID標(biāo)簽12在該定位單元11中的位置信息——對應(yīng)起來，這樣就可以確定該RF ID標(biāo)簽12在定位裝置I中對應(yīng)的唯一空間位置信息。
[0059]本實施例中，所述定位單元11是由聚氯乙稀材料加溫加壓制作而成的。
[0060]參照圖4所示，本實施例中，所述定位單元11之間采用無縫拼接方式組成定位裝置，圖4中，a、b分別表示相鄰的兩個定位單元。
[0061]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的可穿戴式RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)框圖，如圖5所示，所述可穿戴式RFID讀寫器2包括讀寫器本體21和固定單元22，其中:
[0062]所述讀寫器本體21是所述可穿戴式RFID讀寫器的核心組成部分，其包括:天線單元211、射頻信號處理單元212、處理器213、通信單元214和供電單元215，其中:
[0063]所述天線單元211與所述射頻信號處理單元212連接，主要負(fù)責(zé)接受所述射頻信號處理單元212的控制發(fā)送與RFID標(biāo)簽相匹配的頻率信號，對接收到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行調(diào)制和解調(diào)，并將處理后的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)發(fā)送給射頻信號處理單元212，基于天線單元211，所述可穿戴式RFID讀寫器能夠發(fā)送與需要識別讀取的RFID標(biāo)簽頻段相匹配的信號，進而讀取RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)內(nèi)容。所述天線單元211所使用的天線可以是柔性天線也可以是非柔性天線，只要天線不會因為穿戴而被損壞。在本發(fā)明一實施例中，為了更加適宜穿戴、保護天線，優(yōu)選地，使用柔性天線進行信號的發(fā)送和接收。所述天線單元211所發(fā)射的信號頻段可以為中高頻段也可以為超高頻段，此處可以理解的是，中高頻段的頻率范圍為3MHz?30MHz，超高頻段的頻率范圍為860MHz?960MHz，優(yōu)選地，選擇860MHz?960MHz的超高頻段。
[0064]所述射頻信號處理單元212與天線單元211和處理器213連接，所述射頻信號處理單元212用于對于天線單元213所發(fā)射的頻段信號以及通過天線單元211接收到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行處理，比如通過天線單元213激活RFID標(biāo)簽、獲取RFID標(biāo)簽中存儲的信息、向RFID標(biāo)簽中寫入信息以及對讀寫器一次讀取到的多個RFID標(biāo)簽進行多信號處理，比如群讀防撞(當(dāng)有多個RFID標(biāo)簽均處于可測范圍時，如何對于多個RFID標(biāo)簽分別進行讀取和處理，以避免干擾)等。在本發(fā)明一實施例中，所述射頻信號處理單元212還包括濾波器，用于在讀寫器一次讀取到多個RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)時，對于多個RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行濾波處理，以獲得高精度和高準(zhǔn)確度的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)。
[0065]優(yōu)選地，所述射頻信號處理單元212采用可處理超高頻段信號的芯片處理器。
[0066]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，RFID標(biāo)簽是被動的，需要讀卡器對其供電，所述射頻信號處理單元212可以將能量通過天線發(fā)送給RFID標(biāo)簽，這時RFID標(biāo)簽會被激活，開始與讀卡器通過天線通信。該通信的基本目標(biāo)就是獲取RFID標(biāo)簽上存儲的信息，或者向RFID標(biāo)簽寫入信息。但具體的獲取過程取決于不同的標(biāo)準(zhǔn)，比如像EPCglobal 2的UHF標(biāo)準(zhǔn)，或者其他標(biāo)準(zhǔn)。
[0067]所述處理器213主要負(fù)責(zé)對通過射頻信號處理單元212和天線單元211接收到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行處理，對RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)按照通信單元214所支持的數(shù)據(jù)格式要求進行封裝，并向通信單元214發(fā)送傳送數(shù)據(jù)的命令，從而通過通信單元214將從天線單元211獲得的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)發(fā)送到其它通信設(shè)備上。
[0068]所述處理器213具有數(shù)據(jù)輸入端、數(shù)據(jù)輸出端、通信輸入端和通信輸出端，其中，數(shù)據(jù)輸入端與射頻信號處理單元212連接，以通過射頻信號處理單元212和天線單元213接收RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)輸出端與通信單元214連接，以將從射頻信號處理單元212和天線單元213獲得的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行RFID信號處理，按照通信單元214所支持的數(shù)據(jù)格式進行封裝，然后向通信單元214下達發(fā)送數(shù)據(jù)的命令，從而通過通信單元214將從射頻信號處理單元212和天線單元213獲得的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)發(fā)送出去;通信輸入端與通信單元214連接，以接收外部設(shè)備發(fā)送的讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)的通信信息;通信輸出端與射頻信號處理單元212連接，以通過射頻信號處理單元212使天線單元211根據(jù)收到的通信信息發(fā)射一定頻率的信號，從而激活需要讀取的RFID標(biāo)簽。
[0069]其中，所述處理器213至少包括數(shù)據(jù)處理芯片和封裝單元，所述數(shù)據(jù)處理芯片用于對通過射頻信號處理單元212和天線單元211接收到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行處理;所述封裝單元用于將數(shù)據(jù)處理芯片處理后的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)根據(jù)通信單元214所支持的數(shù)據(jù)格式進行封裝。所述通信單元214與所述處理器213連接，主要負(fù)責(zé)所述可穿戴式RFID讀寫器與外部設(shè)備如PC端或移動設(shè)備等進行實時通信，從而將所述處理器213處理過的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)，發(fā)送給外部設(shè)備進行進一步的分析處理或應(yīng)用。
[0070]所述通信單元214至少包括通信芯片，所述通信芯片可以是有線通信芯片也可以是無線通信芯片，所述無線通信芯片可以為遠(yuǎn)程無線通信芯片也可以為近場無線通信芯片，所述遠(yuǎn)程無線通信芯片可以為以移動通信技術(shù)為支持的通信芯片，比如GPRS通信芯片、2G通信芯片、3G通信芯片、4G通信芯片等，或者多個無線通信芯片的組合;所述近場通信芯片可以為藍牙通信芯片、紅外通信芯片、WIFI通信芯片、傳感器通信芯片、信標(biāo)通信芯片等，或者多個近場通信芯片的組合。需要特別說明的是，上述通信芯片只是示例性的說明，并不用于限制本發(fā)明，任何可實現(xiàn)遠(yuǎn)程、近場通信的組件均落入本發(fā)明的保護范圍。在本發(fā)明一實施例中，采用WIFI通信芯片與外部設(shè)備進行實時通信和數(shù)據(jù)傳輸，從而使得后期數(shù)據(jù)處理設(shè)備，比如計算機，可以對于可穿戴式RFID讀寫器獲得的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)內(nèi)容進行進一步處理和分析。
[0071]所述供電單元215的電源輸出端與所述射頻信號處理單元212、處理器213和通信單元214的電源輸入端連接，以為所述射頻信號處理單元212、處理器213和通信單元214提供電源。
[0072 ] 所述供電單元215可為鋰電池、聚合物電池、蓄電池、太陽能電池或上述電池的組合，在本發(fā)明一實施例中，所述供電單元215為聚合物電池，以減輕所述可穿戴式RFID讀寫器的重量。
[0073]所述固定單元22使用或者主要使用非金屬材料制作，比如塑料、橡膠、紡織材料等。進一步地，所述固定單元22可以由柔性非金屬材料制作也可以由非柔性非金屬材料制作，具體的材料選擇取決于所述可穿戴式RFID讀寫器的穿戴部位，比如所述固定單元22可制作為橡膠腳套，可制作為布質(zhì)手環(huán)臂環(huán)、柔性項圈、針織手套，甚至還可以制作為可夾在人體某個部位或者衣物上的便攜設(shè)備，用戶還可以根據(jù)實際應(yīng)用的需要定制符合人體工學(xué)的【具體實施方式】。
[0074]所述固定單元22與讀寫器本體21可通過多種方式連接，比如通過連接件進行物理連接或者直接制作為嵌入式連接，比如所述讀寫器本體21可以通過連接件固定在所述固定單元22的表面或一側(cè)，也可以將固定單元22制作成環(huán)狀，將讀寫器本體21嵌入或者分散嵌入到所述固定單元22中，這里分散嵌入的意思是將讀寫器本體21中的各個單元獨立嵌入到固定單元22中，比如將柔性天線單元嵌入至被損壞風(fēng)險較大的位置，將非柔性的處理器、供電單元和通信單元嵌入至被損壞風(fēng)險較小的位置，已對其進行保護，當(dāng)然，即使柔性天線單元不容易被損壞，但其形變會對收發(fā)性能產(chǎn)生不利的影響，因此也可將天線單元與其他單元一并放置在被損壞風(fēng)險較小的位置上。需要特別說明的是，固定單元22與讀寫器本體21的連接方式只是示例性的說明，并不用于限制本發(fā)明，任何可實現(xiàn)地、合理的連接方式和連接組件均落入本發(fā)明的保護范圍。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種利用所述定位系統(tǒng)進行定位的方法，如圖6所示，所述方法包括以下步驟:
[0076]步驟S1:將鋪設(shè)在定位空間中的定位裝置中的RFID標(biāo)簽與定位空間的空間信息建立對應(yīng)關(guān)系；
[0077]每個RFID標(biāo)簽都具有一個唯一的標(biāo)識信息，該標(biāo)識信息能夠確保每個RFID標(biāo)簽在所需定位的空間中具有唯一性，并且，該標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系O
[0078]在本發(fā)明一實施例中，可通過安裝在PC端的編輯工具對定位單元中的RFID標(biāo)簽進行唯一標(biāo)識信息的編輯，并將該唯一標(biāo)識信息與該RFID標(biāo)簽所在定位單元的空間位置信息以及該RFID標(biāo)簽在該定位單元中的位置信息——對應(yīng)起來，這樣就可以確定該RFID標(biāo)簽在定位裝置中對應(yīng)的唯一空間位置信息。
[0079]步驟S2:可穿戴式RFID讀寫器讀取目標(biāo)對象所在位置的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系獲得所述RFID標(biāo)簽對應(yīng)的三維空間坐標(biāo)信息；
[0080]該步驟中，可穿戴式RFID讀寫器將得到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)發(fā)送給PC端等外部設(shè)備，根據(jù)PC端等外部設(shè)備設(shè)置的標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系獲得所述RFID標(biāo)簽對應(yīng)的三維空間坐標(biāo)信息。
[0081]所述步驟S2還包括對于所述穿戴式RFID讀寫器同一時刻讀取到的多個RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行濾波的步驟，以獲得高精度和高準(zhǔn)確度的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)，進而得到目標(biāo)對象的準(zhǔn)確空間位置信息。
[0082]其中，所述可穿戴式RFID讀寫器所發(fā)射的信號頻段可以為中高頻段也可以為超高頻段。
[0083]步驟S3:對一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)可穿戴式RFID讀寫器讀取到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，預(yù)測下一時刻目標(biāo)對象的空間位置信息，這樣在收到新的目標(biāo)對象的位置信息并進行顯示時只需進行微調(diào)即可，大大增強了人機交互系統(tǒng)的實時性。
[0084]其中，所述預(yù)設(shè)時間段可以是根據(jù)實際應(yīng)用的需要確定的當(dāng)前時刻之前的某一個時間段。
[0085]其中，可采用多種方法對于所述RFID標(biāo)簽信息進行統(tǒng)計，以及對于下一時刻目標(biāo)對象的空間位置信息進行預(yù)測，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際應(yīng)用需要進行選擇，在此不作贅述和特別限制。
[0086]綜上，本發(fā)明的定位裝置通過在定位單元內(nèi)安設(shè)一個或多個RFID標(biāo)簽，并對RFID標(biāo)簽建立與三維空間坐標(biāo)一一對應(yīng)的唯一標(biāo)識信息來實現(xiàn)定位，當(dāng)目標(biāo)對象在該定位裝置所形成或覆蓋的空間中進行移動時，可根據(jù)穿戴在身上的RFID讀寫器讀取到的RFID標(biāo)簽的內(nèi)容判斷出目標(biāo)對象的空間位置坐標(biāo)信息，從而實現(xiàn)精確定位。
[0087]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位系統(tǒng)包括定位裝置和可穿戴式RFID讀寫器，其中: 所述定位裝置由一個定位單元組成，或者由多個定位單元連接組成，其中: 所述定位單元中布置有一個或多個射頻識別電子(RFID)標(biāo)簽； 所述RFID標(biāo)簽與定位空間中的三維空間坐標(biāo)——對應(yīng)； 所述可穿戴式RFID讀寫器包括:讀寫器本體和固定單元，其中: 所述讀寫器本體執(zhí)行對于RFID標(biāo)簽的讀寫操作； 所述固定單元與所述讀寫器本體連接，以對讀寫器本體進行可穿戴式固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位裝置由多個定位單元連接組成時，所述定位單元設(shè)置有連接件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位單元由非金屬材料制成;所述固定單元由柔性非金屬材料制作或由非柔性非金屬材料制作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽具有唯一的標(biāo)識信息，所述標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)一一對應(yīng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽為中高頻/超高頻RFID標(biāo)簽。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述固定單元與讀寫器本體通過連接件物理連接或者制作為嵌入式連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述讀寫器本體包括:天線單元、射頻信號處理單元、處理器、通信單元和供電單元，其中: 所述天線單元與所述射頻信號處理單元連接； 所述射頻信號處理單元與天線單元和處理器連接； 所述通信單元與所述處理器連接； 所述供電單元的電源輸出端與所述射頻信號處理單元、處理器和通信單元的電源輸入端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻信號處理單元還包括濾波器;所述處理器包括數(shù)據(jù)處理芯片和封裝單元。9.一種使用權(quán)利要求1所述定位系統(tǒng)進行定位的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 將鋪設(shè)在定位空間中的定位裝置中的RFID標(biāo)簽與定位空間的空間信息建立一一對應(yīng)關(guān)系; 可穿戴式RFID讀寫器讀取目標(biāo)對象所在位置的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)識信息與三維空間坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系獲得所述RFID標(biāo)簽對應(yīng)的三維空間坐標(biāo)信息； 對一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)可穿戴式RFID讀寫器讀取到的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，預(yù)測下一時刻目標(biāo)對象的空間位置信息。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述可穿戴式RFID讀寫器讀取目標(biāo)對象所在位置的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的步驟還包括對于所述穿戴式RFID讀寫器同一時刻讀取到的多個RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行濾波的步驟。
【文檔編號】G06K17/00GK105976000SQ201610279792
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】趙陽, 王銳, 錢學(xué)雷
【申請人】趙陽, 王銳, 錢學(xué)雷