专利名称：附有rfid标签的对象物和处理它的装置和方法
技术领域：
本发明涉及无限射频识别(RFID)标签。更具体地说，本发明属于有效地处理和应用无限射频识别标签的一种设备和方法。
背景技术：
使集成电路(IC)芯片和天线成对的RFID标签已经开发出来。RFID标签可以可以通过利用作为媒介的无线波将数据传输到RF读取器，并已被认可为电子标签。当RF读取器与RFID标签接近时，在RFID标签中由RF读取器的无线波生成电动势。电路通过电动势而操作，电路随着电动势动作。RF读取器可以交换，读取，写入，和删除进入及出自RFID标签的数据。
参考专利文件1日本专利申请公开号2003-116127。
发明内容
待解决问题RFID标签的尺寸很小(大约0.4mm)和它们的芯片面积不超过1mm2。所以，RFID标签可以附在各种对象物上。比如，商店中的物品或者在工厂中经过不同阶段的部件。RFID标签可以附在工厂流程中的甚至很小的部件上。
此外，RFID标签可以安装在一个小号基板或者一个其上安装了IC的部件上，等等。当前在一个工厂运行的装配线，基板和部件在经过处理，检查，分类，和维修流程中由运送装置运送。当一个附有RFID标签的对象物经过，日期或者检查结果的数据被写入RFID标签的存储器(例如，容量为数十千字节或者从数十到数百千字节)。范围长度，例如直径0.7m，1.5m，或者5m，对无线通讯是至关紧要的。有无数通信频率，例如，135KHz，13.56MHz，433MHz，860-930MHz，和2.45GHz。内存容量，通信范围，和通信频率都根据使用的情况和目的来变化和选择。
现在，一个RF读取器会在试图读取标有RFID标签的特定对象物的时候产生问题，因为同时众多标有RFID标签的对象物向读取器送达无数的响应。这是由于有无数的RFID标签处于它们的信号可被RF读取器获取的范围内。
本发明的目的是提供一种设备和方法可以很容易地识别一个特定的位于特定的位置标有RFID标签的对象物。
解决问题的方法一个RFID标签，带有被附着对象物光学特征数据，附在对象物上。本发明在定位特定对象物时，可以利用RFID标签内的光学特征数据(optical attribute data)。
用于处理标有RFID标签的对象物的本发明包括有主体的对象物，随主体提供的RFID标签，随主体提供的用于显示光学特征信息的显示单元，用于在标有RFID标签的对象物位于特定位置时通过读取显示单元识别特征信息的RF读取装置，和用于在RF读取装置识别特征信息时访问标在对象物上的RFID标签的访问装置。
通过利用这种排列，主体可以通过读取在众多对象物中位于特定位置的对象物的特征信息而被定位。如果主体被定位，处理装置可以可靠地访问对象物上的RFID标签。
图1是本发明利用的带有RFID标签的对象物的基本结构的视图；图2是本发明利用的访问装置和RFID标签的基本结构的视图；图3是本发明在处理一个对象物的RFID标签时的路径的流程图；图4是本发明的装置采取的通信数据的格式样本的视图；图5是本发明利用的RFID标签的操作命令的流程图；图6是本发明装置的分散视图；图7是本发明的附加视图；图8是本发明装置的一个样例用法视图；图9A是本发明装置的样例用法的说明图；图9B是一个包装箱被本发明装置识别的状况的说明图；图9C是一个包装箱被本发明装置识别的状况的说明图；图9D是本发明装置利用的显示器的说明图；
图10是本发明装置用法的另外一个说明图；图11A是本发明装置用法的又一示意图；图11B是在本发明装置使用时的显示器的说明图；图12是说明本发明装置动作的流程图；图13是说明本发明装置又一动作的流程图；图14是说明本发明装置的另一个动作的流程图；具体实施方式
此后，本发明的不同方面将会参照
。图1显示本发明将会用到的一个附有RFID标签的对象物的基本结构。具有主体10的对象物100附有RFID标签20。对象物100还有附着在主体10上的显示部30。
这里，显示部30上的信息可以有宽范围的意思。例如，显示部30上的信息可和附在主体10上的RFID标签20里存储的信息相同。进一步地，显示部30的信息可以是数字，字符，图像，图案，条形码，或者上述的合并。在显示部利用水印图案，水印数字，水印图像，等等会很有用。此外，显示部30可以通过印刷或者压印来安置于此，也可以用彩色或者荧光体来显示。
显示部30的信息也可以涉及到光学特征信息。特征信息可以有多种含义，比如，形状，颜色，图案，和主体10的尺寸。
依据对象物100的状况，有许多方法来利用特征信息。比如，这里有一个方法来将特征信息写入到RFID标签。还有一个方法来通过读取已写在RFID标签上的特征信息来利用特征信息并与其它信息比较。
主体10可以代表需要管理的多种对象物。比如，工厂中用于基板的产品(IC单元)，商业产品(衣服或者鞋)，包装产品(水果或者蔬菜)，或者货币(纸币和硬币)。
一个怎样利用显示部30的示例方法如下说明。如果在显示部30上的识别信息(ID)和主体10的RFID标签20上的内容相同，那么当显示部30上的ID被识别时，对象物10可以被识别。所以，如果对象物10是一张纸币，那么显示部30会显示纸币上的数字。
当一个RF读取器与RFID标签20紧密地接近时，在RFID标签中由来自读取器的电波生成电动势，并且电动势以电路的形式动作。RFID标签有天线，存储器，控制电路和驱动电路。RFID标签也可以带有电源或者是可充电的。
图2示出当附有RFID标签的对象物100在运送路径上的特定位置被检查的例子。当附有RFID标签的对象物100被运送到特定位置时，它被，例如光学探测器40检测到。探测器40包括发光元件41和光接收元件42并在对象物100的运送过程中当光源不完全关闭时探测到对象物。探测信号被送到控制器400。在探测器40探测对象物时，对象物100的位置是一个摄影机(成像设备)300获取图像的最佳位置。
当探测到的信号被输入，控制器400会驱动对象物100和RFID标签以及摄像机300(可以用扫描仪，只要它是一个光学读取设备)并获取图像。摄像机300的方向是置于可以捕捉显示部30的位置。控制器400分析从摄像机300输出的图像信号。换句话说，根据图像信号，控制器400利用数字化处理方法分析显示部30的显示内容。利用分析结果，显示在显示部30上的ID(可以被称为光学特征信息)可以被识别。控制器400可以在显示器500上示出显示部30的ID。
如上所述，可以确定光学识别的RFID标签的对象物100的当前特定位置。然后，控制器400决定是否需要访问对象物100的RFID标签。如果需要访问，控制器400会控制无线通讯单元200(也被称为读取器/记录器)。通讯单元200有天线。利用通讯单元200，可以读取储存在RFID标签20中的信息，或者可以将信息写入RFID存储器。
例如，已被读取的光学特征信息可以与被读取的RFID的ID相比较。或者，与已读取的光学特征信息相关的特征信息可利用通讯单元200写入RFID标签。
摄像机300可以用作读取装置。控制器400和通讯单元200可以用作访问装置。
图3示出控制器400的运行样例。在探测到对象物位于特定位置后(步骤AS1)，控制器400读取显示部30上的显示(步骤AS2)。接着，控制器400分析ID内容，该内容是光学特征信息(步骤AS3)。如果需要访问对象物(更具体地，安装于对象物上的RFID标签)控制器400利用探测到的ID将通讯信息送出(步骤AS4，AS5)。控制器400决定对于当前对象物的必要的信号处理是否已完成，如果已经完成，它将向对象物送出信号处理完成命令(步骤AS7)。
图4示出由通讯单元200和RFID标签20分别采用的频率F1和F2的数据格式的样例。通讯单元200通过频率F1传送同步时钟，ID，命令，数据长度信息，和数据。RFID标签20可以传送同步信号，自身ID，指示响应内容是否存在的信息，数据长度信息，和数据。其他RFID标签也采取这种格式，仅有ID不同。图4中的格式示例为了RFID标签，通讯单元和其通讯内容与改进功能的例子相关联，必须有可以容纳各种信息的格式。根据通讯内容，交叉处理(interleave processing)，加密处理，反交叉处理(reverse interleave processing)，和解密处理可应用于传输数据。
图5示出RFID标签20的运行样例。带有频率F1的信号被天线获得。然后，基于同步时钟传送，内部时钟被同步及数据ID、命令、和后来送出的数据在寄存器被捕获(步骤BS1)。在那之后，RFID标签20分析其接收到的ID(接收ID)和其自有的ID(自有ID)(步骤BS2)。基于比较结果，如果接收ID和其自有ID不吻合，RFID 20将不答复回到其初始状态(步骤BS6)。
如果接受ID与其自有ID相吻合，RFID标签20根据分析结果分析接收到的命令信息和接收到的数据。如果，例如接收到的命令信息指示数据写入，RFID标签20分析接收到数据的内容并写入适当的数据和注明表示上述适当的数据被写入的位置的地址。当地址决定后，RFID标签20读取来自这个地址的数据并以图4所示的格式传输数据。当接受命令的信号处理完成时，完成信息被发出。
当无线通讯单元200接收到完成信息，处理转换到如图3的步骤AS6，控制器400确认必要的信号处理是否完成。当必须的信号处理完成，控制器400送出信号处理完成的命令信号。在这个时候，传送装置来移动下一个对象物到检测状态。
前述的格式和流程图是作为样例示出。数据处理内容和过程可响应标有RFID的对象物的管理内容任意地改变。涉及通讯格式，并不局限于上述格式，各种类型都是可以的。通过利用多种频率，可以以多种形式传输和接收信息。
图6示出另一种实施本发明的方法。这是一个摄像机300和控制器400相合并的样例。摄像机200带有作为光学系统301的伸缩透镜(telescopic lens)。通过光学系统301，聚光光学图像成像在图象元件302(成像元素利用CCD或者CMOS晶体管)的光接收表面。聚焦的图像被光电转换并作为图像信号捕捉到控制器400中。
通讯单元200位于偏远位置。其被置成标有RFID的对象物101-104顺序通过通讯单元200附近(电波区域)。比如，分别标有RFID标签的野鸟、火车等均能通过。如果所需对象物在靠近通讯单元200的地方通过，并且其RFID标签被确认，那么RFID标签确定被访问。
图7示出了另一种应用本发明的方法。这项应用与图6所示应用不同，因为其光学系统是标准镜头。该应用将通讯单元200和摄像机300的主体合并。
图8示出一个样例，其中图7所示摄像机300将数据写入或读取到被从路径取下的电路板上的液晶基板或者RFID标签。作为在配送过程中数据写入的样例，这是一个写入检查或者制造数据信息的样例，并且也是另一个写入检查信息、通过位置或者数据信息的样例。作为数据读取的样例，可以读取存储在恢复的液晶基板或者附在电路板上的RFID标签的信息，可进行历史读取、可追溯。图8示出摄像机300与基板P1、P2通信的示意图，顺序确认基板P3并与基板P3通信。
如上所述，成像装置300读取显示在附有RFID的对象物100的显示部30上的信息。控制器400分析显示部30的光学特征信息(即，ID)。在探测标有RFID的对象物100的ID后，控制器400可访问对象物100的RFID标签20。
成像装置300和控制器400分别有分析附有RFID的对象物100的光学特征信息的功能。特征信息包括标有RFID的对象物100的尺寸(大小)、颜色、形状等等。因此，特征信息可以用于分离产品。例如，本装置可以被用作根据颜色、形状或者尺寸(大小)进行产品分类的装置。
成像装置300可以将特征信息写入对象物100的RFID标签20和相关RFID标签。如果特征信息已经被写到RFID标签20上，即使对象物100有不同颜色的RFID标签并且在暗点中，控制器400也可以通过通信单元200识别特征信息。
本发明可以用于多种应用，以下，会说明另一个样例。在图9A中，分类机械手700的运行由机械手控制单元701控制。机械手700执行相继由运送装置(未示出)运送的包装箱801的定位。通过定位，包装箱801上的标签信息被安排到通信单元200的天线201上。成像装置300的控制器400(即图6)获取各个箱子801上的RFID标签的标签信息。标签信息包括，例如，盒子801中的产品或者物品的信息。
目前，假设盒子801中的物品是草莓(参看图9B)。控制器400分析标签信息和传送作为分析结果的物品中止信息到机械手控制单元701。然后控制单元701移动盒子801到草莓传送单元，因为盒子801的东西被确定为草莓。在这里，移动速度被设为低速，和保持力被设为弱来防止草莓被压碎。
下一步，假设由传送装置传送的盒子802中的物品，根据标签信息(参照图9C)的结果被确定为一本书。控制器400分析标签信息并将物品确认信息作为分析结果传送到控制单元701。然后控制单元701移动盒子802到书本运送单元，因为盒子内的东西不是草莓，而是书本。这次，移动速度被设置得快一些，并且保持力被设得比草莓例子中的保持力强一些。
同样地，本发明设备情况的样例分别有读/写能力，从而利用RFID标签和存储在标签上的信息来读取对象物，并写入信息到RFID标签。各个样例也由光学系统照相机和处理装置来处理从光学照相机系统获得的电子信息。此外，样例有一个初级读取单元来读取光学照相机系统和第二读取处理单元用于通过读/写装置读取RFID标签上的标签信息。样例也有一些装置来响应读取的光学特征信息或者RFID标签的标签信息的内容，生成操作信号而操作对象物。
图9D示出了在成像单元300捕获盒子801的图像时，盒子801的位置是旋转的并且偏离了其标准位置。监视器500设置在，比如，靠近机械手700的位置。控制器400执行了将图像数据显示在监视器500的处理。同时，控制器400计算出盒子801的校准量(旋转方向，直线移动方向，等)并生成传送到控制单元701的控制数据。控制器701根据控制数据调节盒子801的姿势。
本发明的装置方面也可以通过利用互联网服务器操作。如图10所示，例如，有唯一ID的RFID标签20A被生产者附着在鱼上。带有RFID标签20A的正确ID物品注册信息(光学特征信息)和鱼的图像成为一对并且被传送到服务器1000储存起来。成像单元300A被用于捕捉图像，和天线201A被用于写正确的ID到RFID标签20A上。例如，生产者ID，生产日期，和序列号都被作为正确的ID写下来。
上面提及的鱼(物品)被运送到商店(超市，百货公司，便利店，等等)。在被送到商店以前，物品的来源要被检查。当检查来源产地时，附在物品上的RFID 20A的相应ID被读出。成像装置300B捕捉物品的图像并且在监视器500的屏幕右边显示。同时，RFID 10A的正确ID通过通信单元的天线201B被读取。控制器400(或者一台个人电脑)通过互联网访问服务器1000。服务器1000将物品的登记图像登记到相应的正确ID。因此，登记图像是，从服务器1000读出并且在监视器500的左边显示。然后用户可以通过比较屏幕左侧和右侧的图像确认自生产者已传送的物品是否与新来的物品相同。因此，运送分配和进入产品以及物品的可靠性可以被改进。
图11A示出本发明的装置方面的样例，其中装置将光学特征信息写到RFID标签上。数字图形821指定带有RFID的产品或者物品将被测量。成像单元300捕捉将被测量的对象物821的图像并且传送其图像数据到图像处理装置911。例如，处理装置911测量对象物821的外观或者尺寸。如图11B所示，处理装置911测量，例如，对象物821的尺寸L1和L2。这些尺寸可以通过利用，例如，成像单元300的成像放大和存储了图像数据的帧存储器的地址之间的换算表，成像对象物形状识别软件，以及交互地址距离来测量。
上述观光学特征信息被写到RFID标签上。光学特征信息是待测量对象物821的外观数据，因此，写到RFID标签上。因为产品821有特定的光学特征信息，甚至只能识别RFID信息(即是，没有光学照相机系统的装置)的装置也能识别产品821的尺寸形成RFID标签信息。本发明的装置方面，通过参考图10更详细地说明，可利用光学特征和RFID标签信息两者。
图12示出了由图9A-图9D分别说明的本发明的设备方面的控制器400控制的设备的操作流程。设备捕捉将被测量的对象物或者包装盒的图像来调节盒子的位置(步骤S12a，S12b)。下一步，设备决定了光学特征信息。特征信息包括的信息比如尺寸，大小，形状，和颜色(步骤S12c)。然后，设备获取盒子的标签信息(步骤S12d)。通过获取标签信息，盒子的内容变得清楚。如图9A的样例，识别出一盒草莓或者一盒书。根据识别结果，控制器400生成分类控制信息，并传送到机械手控制单元701(步骤S12e)。尽管特征信息在图9A-图9D的说明中没有用到，草莓，即是较老的那些，通过检查包括在特征信息中的制造和制造数据等等，也可被送到抛弃线。
图13示出了图10说明的在生产者一边的与成像设备300A结合的控制器400控制的设备操作的流程图。该设备捕捉将被测量的物品或者包装盒的图像。图10示出了鱼作为物品时的一个样例。该设备捕捉了鱼的图像并且调整了它的图像位置(步骤S13a，S13b)。接着，光学特征信息，即，表现鱼的特征的图像被捕捉到(步骤S13c)。然后，设备将ID，即是标签信息，写到附在鱼上的RFID标签(步骤S13d)。这个ID包括的信息如生产者代码、鱼代码、和日期。接着，ID和鱼的图像数据被配对并传送到服务器且加以登记(步骤S13e)。
图14示出了由控制器400控制的设备与如图10说明的在商场一侧的成像单元300B合并且控制设备的运作。该设备捕获了鱼的图像来调节鱼的姿态(步骤S14a，s14b)。接着，光学特征信息，即，表现鱼的特征的图像被捕捉到(步骤S14c)。然后，该设备自附在鱼上的RFID标签读取ID，即标签信息(步骤S14d)。下一步，在ID读取的基础上，与ID相关的已登记的图像数据从服务器获得(步骤S14e)。该设备在监视器500上显示了已登记图像数据的图像和实际成像数据的图像以用来比较(步骤S14f)。
本发明不限于特定的细节和这里显示和描述的代表样例，并且在实施方面，可做出在不偏离本发明的大体发明概念的精神和范围的各种类型的修改。不同种类的发明可以通过适当的合并一些上述样例公开的构成部件而形成。例如，一些元件可从上面提及的样例显示的构成元件主体省略掉。也可适当合并来自不同样例的构成元件。
工业适用性本发明可以应用于很多使用了无线数据(RFID)标签的领域。本发明可以应用于工厂的产品控制和部件管理业务。本发明还可以应用于在日用品分配路径时管理如农业产品和海产品的产品的业务中。
权利要求
1.一种具有无线射频信息数据RFID标签的对象物，其特征在于，包括对象物主体；设置在所述主体上的RFID标签；和所述主体具有的、显示与储存在所述RFID标签中的识别信息对应的光学特征信息的显示单元。
2.如权利要求1所述的带有RFID标签的对象物，其特征在于，所述显示单元上的所述光学特征信息是数字、字符、图像、图案、条形码或者它们的组合。
3.一种用于处理附有RFID标签的对象物的设备，其特征在于，包括对象物，该对象物具有对象物主体，设置在所述主体的RFID标签和所述主体所具有的、用于显示所述对象物的所述光学特征信息的显示单元；读取装置，用于在带有所述RFID标签的对象物位于指定位置时通过读取所述显示单元识别所述特征信息；和访问装置，用于在所述读取装置识别所述特征信息时访问附有所述RFID标签的所述对象物的所述RFID标签。
4.如权利要求3所述的用于处理带有RFID标签的对象物的设备，其特征在于，所述设备也包括运送装置，用于将附有所述RFID标签的所述对象物运送到指定位置。
5.如权利要求4所述的用于处理带有RFID标签的对象物的设备，其特征在于，所述读取装置是摄像机，所述访问装置包括控制器和连接到所述摄像机的无线通信单元。
6.如权利要求4所述的用于处理带有RFID标签的对象物的设备，其特征在于，所述访问装置内置于所述摄像机中。
7.如权利要求4所述的用于处理带有RFID标签的对象物的设备，其特征在于，所述无线通信单元或者它的一部分位于远离所述摄像机的位置。
8.如权利要求4所述的用于处理带有RFID标签的对象物的设备，其特征在于，所述显示单元是所述对象物本来具有的数字。
9.一种用于处理附有RFID标签的对象物的方法，其特征在于，所述对象物包括对象物主体；所述主体附有的RFID标签；和所述主体所具有的、用于显示所述对象物的光学特征信息的显示单元，该方法包括将附有RFID标签的所述对象物配置在指定的位置；读取所述显示单元并且识别所述特征信息；和在识别所述特征信息时，访问附有RFID标签的所述对象物的所述RFID标签。
10.一种处理RFID标签信息的装置，其特征在于，包括带有RFID标签的对象物；用于将带有RFID标签的所述对象物配置在指定位置的装置；用于捕捉在指定位置的带有所述RFID标签的所述对象物的图像的光学照相机系统；用于处理从所述照相机获得的电子信息的处理装置；和用于RFID标签的读/写装置，将利用所述处理装置处理所述电子信息所获得的所述对象物的所述光学特征信息写入到所述对象物的所述RFID标签。
11.一种处理带有RFID标签的对象物的装置，其特征在于，包括带有RFID标签的对象物；用于将带有RFID标签的所述对象物配置在指定位置的装置；用于捕捉在指定位置的带有所述RFID标签的所述对象物的图像的光学照相机系统；第一处理单元，用于处理从所述照相机获得的电子信息并获取所述对象物的光学特征信息；第二处理单元，用于通过无线通信读取所述RFID标签的标签信息；和第三处理单元，对应于所述特征信息的所述内容、所述RFID标签的所述标签信息的内容、或者两者的内容来生成操作所述对象物的操作信号。
12.如权利要求11所述的用于处理附有RFID标签的对象物的装置，其特征在于，用于生成所述操作信号的所述第三处理单元，输出机械手对所述对象物分类的控制信号。
13.如权利要求11所述的用于处理附有RFID标签的对象物的装置，其特征在于用于生成所述操作信号的所述第三处理单元从服务器获取具有与包含在所述标签信息中的ID相同的识别信息ID的登记图像数据。
14.如权利要求13所述的用于处理附有RFID标签的对象物的装置，其特征在于，用于生成所述操作信号的所述第三处理单元在监视器上显示从所述照相机获得的图像数据和从所述服务器获得的所述登记图像数据。
全文摘要
本发明提供一种容易独立识别位于特定位置的对象物的带有无线标签的对象物。该带有无线标签的对象物包括对象物主体，设置在该对象物主体的无线标签，和对该对象物主体安装、显示与储存在该对象物主体的所述无线标签中的识别信息对应的显示信息的显示部。因此，在确认显示部的显示信息时，以无线作为介质可访问所述标签信息。
文档编号G05B19/418GK1742282SQ20048000273
公开日2006年3月1日 申请日期2004年10月21日 优先权日2003年10月24日
发明者中川清治, 冈本实 申请人:东芝泰力株式会社