[發(fā)明專利]基于計算機視覺的射頻識別系統(tǒng)多標(biāo)簽最優(yōu)分布方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110334115.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113139395A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琳;俞曉磊;劉振魯;趙志敏
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/00;G06T7/73
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 韓天宇

本發(fā)明公開了一種基于計算機視覺的射頻識別系統(tǒng)多標(biāo)簽最優(yōu)分布方法，本發(fā)明通過輔助設(shè)備控制多標(biāo)簽在天線輻射范圍內(nèi)移動，當(dāng)多標(biāo)簽被全部讀取時，測量多標(biāo)簽的閱讀距離，此時通過雙CCD相機對多標(biāo)簽從不同角度進行獲取，經(jīng)過三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法找到多標(biāo)簽的三維信息。結(jié)合多組閱讀距離和其對應(yīng)的多標(biāo)簽三維坐標(biāo)進行建模，得到多標(biāo)簽的最優(yōu)的分布。本發(fā)明能夠提高射頻識別系統(tǒng)的抗干擾能力，實現(xiàn)多標(biāo)簽的物理防碰撞，提高系統(tǒng)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于計算機視覺的射頻識別系統(tǒng)多標(biāo)簽最優(yōu)分布方法。

背景技術(shù)

射頻識別是一種自動識別物體的無線技術(shù)。并且廣泛應(yīng)用于消費品和零售行業(yè)、智能考勤、倉儲物流、運動跟蹤、目標(biāo)識別等。射頻識別系統(tǒng)由閱讀器、天線和標(biāo)簽組成。每個標(biāo)簽都有唯一的標(biāo)識。閱讀器通過發(fā)射電磁波讀取附著在物體上的標(biāo)簽信息。無源標(biāo)簽沒有電源，需要從閱讀器的電磁場中產(chǎn)生響應(yīng)能量。然而，閱讀器激活射頻識別標(biāo)簽發(fā)送信號，所有標(biāo)簽在同一頻帶發(fā)送信號。標(biāo)簽沖突會發(fā)生，這使得閱讀器無法識別任何標(biāo)簽。更高的通信開銷和更長的識別延遲使射頻識別系統(tǒng)性能下降。

當(dāng)前的射頻識別防碰撞算法是基于Aloha，基于樹的和基于二進制分割的算法。基于Aloha的算法的特征易于嵌入。Aloha缺點是標(biāo)簽饑餓問題和標(biāo)簽基數(shù)估計的高復(fù)雜性。這可能會導(dǎo)致閱讀器的高能耗。查詢樹需要大量的閱讀器查詢和標(biāo)簽響應(yīng)，這依賴于沖突響應(yīng)來完成查詢。它不僅需要高性能設(shè)備，還需要標(biāo)簽同步的響應(yīng)時間。為了解決標(biāo)簽短缺，二進制分割從收集所有標(biāo)簽開始，這需要很長時間來識別。此外，周圍環(huán)境也可能影響測量方法的準(zhǔn)確性。例如，接收信號強度指示器，角度和相位測量。這些方法在不考慮容量損失的情況下提高了系統(tǒng)性能和效率。在閱讀器發(fā)送電磁波識別標(biāo)簽的過程中，識別時間和能耗是實際庫存控制中的重要因素。在射頻識別系統(tǒng)中，標(biāo)簽的幾何分布、標(biāo)簽和天線的方向、紙箱中包含的材料以及標(biāo)簽在運輸過程中的彎曲和扭曲也會影響多標(biāo)簽的讀取工作。它們可能會影響標(biāo)簽的最小工作功率和讀取性能。

因此，一個有效的防碰撞方法需要更加準(zhǔn)確無干擾的讀取多標(biāo)簽，本發(fā)明能夠在倉儲物流前期對射頻識別系統(tǒng)的多標(biāo)簽三維結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，能夠提高射頻識別系統(tǒng)的讀取性能，對射頻識別系統(tǒng)的研究有重要的意義和價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種基于計算機視覺的射頻識別系統(tǒng)多標(biāo)簽最優(yōu)分布方法，提高射頻識別系統(tǒng)的抗干擾能力，實現(xiàn)多標(biāo)簽的物理防碰撞，提高系統(tǒng)效率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

基于計算機視覺的射頻識別系統(tǒng)多標(biāo)簽最優(yōu)分布方法，所述射頻識別系統(tǒng)包含閘門、工作平臺和閱讀模塊，所述工作平臺用于承載貼有標(biāo)簽的物品以穿過閘門，所述閱讀模塊設(shè)置在閘門上的n個閱讀器，n為大于等于2的自然數(shù)；其特征在于，所述多標(biāo)簽最優(yōu)分布方法包含以下步驟：

步驟1)，在閘門上設(shè)置豎直攝像模塊，拍攝方向豎直向下；并設(shè)置水平攝像模塊，用以在水平方向拍攝工作平臺；

步驟2)，以閘門中心為原點、豎直方向為Z軸、垂直于閘門中心的水平線為X軸、經(jīng)過原點且垂直于X軸的水平線為Y軸建立坐標(biāo)系，設(shè)置當(dāng)前迭代此時d＝0，并設(shè)置迭代總次數(shù)D；

步驟3)，在工作平臺上隨機設(shè)置m個標(biāo)簽，m為大于等于2的自然數(shù)；

步驟4)，控制工作平臺沿水平方向朝閘門靠近并穿過，當(dāng)閱讀模塊讀取到所有標(biāo)簽時，記錄此時工作平臺中心到閘門之間的距離為當(dāng)前的閱讀距離，并控制水平攝像模塊獲得此時工作平臺的水平照片；當(dāng)工作平臺穿過閘門時，控制豎直攝像模塊獲得此時工作平臺的豎直照片；

步驟5)，根據(jù)獲得的水平照片和豎直照片計算出各個標(biāo)簽的三維坐標(biāo)，記錄此時各個標(biāo)簽的三維坐標(biāo)及其對應(yīng)的閱讀距離，將其作為一組測試數(shù)據(jù)；

步驟6)，隨機改變工作平臺上m個標(biāo)簽的位置，令d＝d+1；