EP2283474B1

Radio frequency identification tag location estimation and tracking system and method

Abstract

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EP2283474B1, drawing sheet 1
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Expires 14 April 2029.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method of locating one or more radio frequency identification (RFID) tags (20-4) comprising:illuminating (8-2) at least one RFID tag (20-4) by an exciter (20-5) using a plurality of frequencies;receiving (8-3) information signals from the illuminated at least one RFID tag (20-4) by a plurality of receive antennas (20-1;20-2;20-3);measuring phases of the received information signals from the illuminated at least one RFID tag (20-4) by the plurality of receive antennas (20-1;20-2;20-3);determining (8-4) a group delay for the received information signals from the at least one illuminated RFID tag (20-4) received by each of the plurality of receive antennas (20-1;20-2;20-3) where the group delay is a ratio of the difference in the measured phases versus the difference in frequency;andidentifying a location of the at least one RFID tag (20-4) based on the determined group delay of the received information signals;the method characterized by: repeating (8-7) the operations to produce multiple read points;determining a read rate, which is the ratio of the number of times an RFID tag is read to the number of times in which the RFID tag could have been read during excitation of an exciter;generating (8-8) a probability distribution model based on the determined group delay and read rate;andestimating the location of the at least one RFID tag (20-4) using the probability distribution model. Procédé de localisation d'une ou plusieurs étiquettes d'identification par radiofréquence (RFID) (20-4) comprenant : éclairer (8-2) au moins une étiquette RFID (20-4) par un excitateur (20-5) utilisant une pluralité de fréquences ;recevoir (8-3) des signaux d'information provenant de l'au moins une étiquette RFID éclairée (20-4) par une pluralité d'antennes de réception (20-1 ;20-2 ;20-3) ;mesurer des phases des signaux d'information reçus provenant de l'au moins une étiquette RFID éclairée (20-4) par 1a pluralité d'antennes de réception (20-1 ;20-2 ;20-3) ;déterminer (8-4) un retard de groupe pour les signaux d'information reçus provenant de l'au moins une étiquette RFID éclairée (20-4) reçus par chacune de la pluralité d'antennes de réception (20-1 ;20-2 ;20-3), le retard de groupe étant un rapport de la différence dans les phases mesurées par rapport à la différence en fréquence ;etidentifier un emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) sur la base du retard de groupe déterminé des signaux d'information reçus ;le procédé étant caractérisé par : répéter (8-7) les opérations pour produire de multiples points de lecture ;déterminer un taux de lecture, qui est le rapport du nombre de fois où une étiquette RFID est lue au nombre de fois où l'étiquette RFID aurait pu être lue pendant l'excitation d'un excitateur ;générer (8-8) un modèle de distribution de probabilité sur la base du retard de groupe déterminé et du taux de lecture ;etestimer l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) en utilisant le modèle de distribution de probabilité. Verfahren zum Auffinden einer oder mehrerer Radiofrequenz-Identifikationstransponder (RFID-Tags) (20-4), umfassend: - Anstrahlen (8-2) zumindest eines RFID-Tags (20-4) von einem Erreger (20-5) aus unter Verwendung einer Vielzahl von Frequenzen;- Empfangen (8-3) von Informationssignalen aus dem angestrahlten zumindest einen RFID-Tag (20-4) seitens einer Vielzahl von Empfangsantennen (20-1, 20-2, 20-3);- Messen von Phasen der empfangenen Informationssignale aus dem angestrahlten zumindest einen RFID-Tag (20-4) seitens der Vielzahl von Empfangsantennen (20-1, 20-2, 20-3);- Ermitteln (8-4) einer Gruppenverzögerung für die empfangenen Informationssignale aus dem zumindest einen angestrahlten RFID-Tag (20-4), die durch die Vielzahl von Empfangsantennen (20-1, 20-2, 20-3) empfangen worden sind, wobei die Gruppenverzögerung ein Verhältnis aus der Differenz bei den gemessenen Phasen zu der Differenz bei der Frequenz ist;und- Identifizieren eines Ortes des zumindest einen angestrahlten RFID-Tags (20-4) aufgrund der ermittelten Gruppenverzögerung der empfangenen Informationssignale;das Verfahren gekennzeichnet durch: - Wiederholen (8-7) der Vorgänge zum Erzeugen mehrfacher Lesepunkte;- Ermitteln einer Leserate, welche das Verhältnis ist aus der Häufigkeitszahl, wie oft ein RFID-Tag gelesen wird, zu der Häufigkeitszahl, wie oft der RFID-Tag während eines Erregungsvorgangs eines Erregers gelesen werden hätte können;- Erzeugen (8-8) eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells aufgrund der ermittelten Gruppenverzögerung und Leserate;und- Abschätzen des Ortes des zumindest einen angestrahlten RFID-Tags (20-4) mithilfe des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells.
  2. 2
    Procédé selon la revendication 1, dans lequel le retard de groupe déterminé et le taux de lecture sont transmis à un filtre particulaire pour estimer l'emplacement d'étiquette RFID. The method of claim 1, wherein the determined group delay and read rate are passed to a particle filter to estimate RFID tag location. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die ermittelte Gruppenverzögerung und Leserate einem Partikel-Filter zum Abschätzen des Ortes des RFID-Tags zugeführt werden.
  3. 3
    Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre :déterminer la longueur de trajet entre l'excitateur (20-5), l'au moins une étiquette RFID éclairée (20-4), et chacune de la pluralité d'antennes de réception (20-1 ;20-2 ;20-3) en utilisant le retard de groupe déterminé des signaux d'information reçus provenant de l'au moins une étiquette RFID éclairée (20-4) ;définir une pluralité d'ellipses (18-5) sur la base de l'emplacement de chacune de la pluralité d'antennes de réception (20-1 ;20-2 ;20-3), de l'emplacement de l'excitateur (20-5), et de la longueur de trajet déterminée ;etobserver l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID éclairée (20-4) comme étant l'intersection de la pluralité d'ellipses. The method of claim 1, further comprising determining the path length between the exciter (20-5), the at least one illuminated RFID tag (20-4), and each of the plurality of receive antennas (20-1;20-2;20-3) using the determined group delay of the received information signals from the at least one illuminated RFID tag (20-4);defining a plurality of ellipses (18-5) based on the location of each of the plurality of receive antennas (20-1;20-2;20-3), the location of the exciter (20-5), and the determined path length;and observing the location of the at least one illuminated RFID tag (20-4) as the intersection of the plurality of ellipses. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend - Ermitteln der Weglänge zwischen dem Erreger (20-5), dem zumindest einen angestrahlten RFID-Tag (20-4) und jeder der Vielzahl von Empfangsantennen (20-1, 20-2, 20-3) mithilfe der ermittelten Gruppenverzögerung der empfangenen Informationssignale aus dem zumindest einen angestrahlten RFID-Tag (20-4);- Definieren einer Vielzahl von Ellipsen (18-5) aufgrund des Ortes jeder der Vielzahl von Empfangsantennen (20-1, 20-2, 20-3), des Ortes des Erregers (20-5) und der ermittelten Weglänge;und- Beobachten des Ortes des zumindest einen angestrahlten RFID-Tags (20-4) als den Schnittpunkt der Vielzahl von Ellipsen.
  4. 4
    Procédé selon la revendication 1 ou 3, dans lequel estimer (8-9) l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) utilise une méthode de Monte-Carlo séquentielle ou filtre particulaire. The method of claim 1 or 3, wherein estimating (8-9) the location of the at least one RFID tag (20-4) uses a sequential monte carlo process or particle filter. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, bei welchem das Abschätzen (8-9) des Ortes des zumindest einen angestrahlten RFID-Tags (20-4) eine sequenzielle Monte-Carlo-Methode oder ein Partikel-Filter verwendet.
  5. 5
    Procédé selon la revendication 4, dans lequel le filtre particulaire détermine une probabilité d'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-2) sur la base d'un taux de lecture observé des signaux d'information reçus. The method of claim 4, wherein the particle filter determines a likelihood of the at least one RFID tag location (20-2) based on an observed read rate of the received information signals. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Partikel-Filter eine Wahrscheinlichkeit des Ortes (20-4) des zumindest einen RFID-Tags aufgrund einer beobachteten Leserate der empfangenen Informationssignale ermittelt.
  6. 6
    Procédé selon la revendication 1, dans lequel identifier l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) comprend utiliser un taux de lecture des signaux d'information reçus, le taux de lecture étant le ratio du nombre de fois où une étiquette RFID est lue au nombre de fois où l'étiquette RFID aurait pu être lue pendant l'excitation d'un excitateur. The method of claim 1, wherein identifying the location of the at least one RFID tag (20-4) includes utilizing a read rate of the received information signals, where the read rate is the ratio of the number of times an RFID tag is read to the number of times in which the RFID tag could have been read during excitation of an exciter. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Identifizieren des Ortes des zumindest einen RFID-Tags (20-4) die Nutzung einer Leserate der empfangenen Informationssignale beinhaltet, wobei die Leserate das Verhältnis ist aus der Häufigkeitszahl, wie oft ein RFID-Tag gelesen wird, zu der Häufigkeitszahl, wie oft der RFID-Tag während eines Erregungsvorgangs eines Erregers gelesen werden hätte können.
  7. 7
    Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel estimer l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) en utilisant le modèle de probabilité comprend en outre mesurer une différence de phase des signaux d'arrivée entre un élément d'antenne particulier et un élément d'antenne de référence. The method of any one of the preceding claims, wherein estimating the location of the at least one RFID tag (20-4) using the probability model further comprises measuring a phase difference of the arrival signals between a particular antenna element and a reference antenna element. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Abschätzen des Ortes des zumindest einen RFID-Tags (20-4) mithilfe des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells ferner Messen einer Phasendifferenz der Ankunftssignal zwischen einem bestimmten Antennenelement und einem Referenz-Antennenelement umfasst.
  8. 8
    Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel estimer l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) en utilisant le modèle de probabilité comprend en outre mesurer la phase relative et les amplitudes des signaux d'information reçus provenant de chaque élément d'antenne. The method of any one of the preceding claims, wherein estimating the location of the at least one RFID tag (20-4) using the probability model further comprises measuring relative phase and amplitudes of the received information signal from each antenna element. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Abschätzen des Ortes des zumindest einen RFID-Tags (20-4) mithilfe des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells ferner Messen relativer Phasen und Amplituden des empfangenen Informationssignals von jedem Antennenelement umfasst.
  9. 9
    Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel estimer l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) en utilisant le modèle de probabilité comprend en outre utiliser une commande de puissance d'excitation pour l'au moins une étiquette RFID sur une base par excitateur, en liaison avec des procédures de localisation particulaires. The method of any one of the preceding claims, wherein estimating the location of the at least one RFID tag (20-4) using the probability model further comprises utilizing excitation power control for the at least one RFID tag on a per exciter basis in conjunction with particle location procedures. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Abschätzen des Ortes des zumindest einen RFID-Tags (20-4) mithilfe des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells ferner das Nützen einer Überwachung der Erregungsleistung für den zumindest einen RFID-Tag pro Erreger im Verbindung mit Prozeduren der Partikel-Ortung umfasst.
  10. 10
    Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel estimer l'emplacement de l'au moins une étiquette RFID (20-4) en utilisant le modèle de probabilité comprend en outre utiliser au moins l'un parmi une grandeur de coefficient de phase d'un signal d'information reçu, une fréquence porteuse, un indice de noeud d'excitation, et une phase d'indice d'antenne de réception à plaque. The method of any one of the preceding claims, wherein estimating the location of the at least one RFID tag (20-4) using the probability model further comprises utilizing at least one of a phase coefficient magnitude of a received information signal, carrier frequency, an excitation node index, and a receive patch antenna index phase. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Abschätzen des Ortes des zumindest einen RFID-Tags (20-4) mithilfe des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells ferner das Nützen zumindest eines aus einer Größenordnung eines Phasenkoeffizienten eines empfangenen Informationssignals, einer Trägerfrequenz, einem Index eines Erregungsknotens und einer Patch-Empfangsantennen-Indexphase umfasst.