天车系统、其定位装置、定位方法、计算机程序产品及计算机可读取记录介质与流程

文档序号:26538706发布日期:2021-09-07 20:50阅读:113来源:国知局
天车系统、其定位装置、定位方法、计算机程序产品及计算机可读取记录介质与流程

1.本发明系关于一种具定位功能的起重系统,特别是关于一种藉由定频式无线射频辨识(rfid)信号的强度分布数据进行定位的天车系统、其定位装置、定位方法、计算机程序产品及计算机可读取记录介质。


背景技术:

2.输送系统具有物品运输与移送功能,例如:天车(或称桥式起重机等)具有吊运大型器具的功能,对于有相关需求的产业(如钢铁业)而言是不可或缺的。在天车运作时,定位确实与否攸关作业顺畅及产品优劣,现有的天车定位方法已从人为指挥、轮轴加装编码器、激光定位逐渐发展为利用无线射频辨识(rfid)技术进行定位,例如:利用rfid读取器对多个定位用的rfid卷标读取信号作为定位数据,将该定位数据经由无线网络传到一远程主机,由该远程主机计算一位置数值,作为一真实位置的依据。
3.惟此,运算负担会过度集中在该远程主机,同时,该远程主机需要大量收发数据,也会影响整个系统的运作效能。在实务运作时,如果一天线正好位在两个rfid标签的正中央,则会面临无法确定哪个电子卷标应被用于定位的情况,若是随意择一rfid标签进行定位,则会增加定位误差。
4.举例而言,如图1所示,市售rfid读取器通常以跳频(frequency hopping)方式发出无线电波c1,用以读取rfid卷标中的数据,其中,中国台湾、美国、全球合法频段分别被标示为b11、b12、b13。
5.当市售rfid读取器被应用到金属用rfid标签时,因为习用金属用的rfid标签的带宽较窄。如图2所示,在曲线c2中,能在不同频段被读取到的信号读取范围不一致,其中,中国台湾、美国、全球合法频段分别被标示为b21、b22、b23。
6.如图3所示,其中以915 mhz、925 mhz、928 mhz为例,928 mhz、925 mhz、915 mhz的频率响应曲线分别被标示为c31、c32、c33,在不同读取频率下,在rfid卷标周围(即读取位置为0处的附近)的读取位置(如p1、p2、p3、p4、-p1、-p2、-p3、-p4)被读取到的频率响应特性是截然不同的。
7.如图4所示,如果在一轨道k上的五个电子卷标g1、g2、g3、g4、g5处分别被rfid读取器以频率925 mhz、915 mhz、925 mhz、928 mhz、915 mhz进行读取,其中915 mhz、925 mhz、928 mhz的频率响应曲线分别被标示为c41、c42、c43。当该rfid读取器的天线t1在电子卷标g2正上方时,可读取到频率915 mhz、925 mhz的信号,但以915 mhz电波进行读取的信号强度最强;当该电子读取器的天线t1被移动到电子卷标g4、g5中央时,可同时读取到频率915 mhz、928 mhz的信号。若以跳频机制的928 mhz电波进行读取,则会读到电子卷标g4的信号;若以跳频机制的915 mhz电波进行读取,则会读到电子卷标g5的信号,从图4中可知,不同频率响应曲线c41、c42、c43的信号强度波形不同,例如天线t1在电子卷标g4、g5中央读取到的两信号强度不同,即原本距离相同的信号强度却不一致,导致依据信号强度判读位置时会
产生定位误差。
8.换言之,当rfid读取器被应用到金属用的电子卷标时,即便定位用的电子卷标的辐射特性完全一致,也会因为跳频读取的缘故,使得接收到的信号强度不一致。这将导致利用信号强度判读位置出现误差或误判。因此,市售跳频rfid读取器无法被运用于实现可靠的定位功能。
9.有鉴于此,有必要提供一种有别以往的技术方案,以解决习用技术所存在的问题。


技术实现要素:

10.本发明之一目的在于提供一种定位装置,其系定频地读取电子卷标的无线射频辨识信号用于估算一定位用的坐标,进而提升定位正确性。
11.本发明之次一目的在于提供一种天车系统,其系定频地读取电子卷标的无线射频辨识信号用于估算一定位用的坐标,进而提升定位正确性。
12.本发明之另一目的在于提供一种定位方法,其系定频地读取电子卷标的无线射频辨识信号用于估算一定位用的坐标,进而提升定位正确性。
13.本发明之又一目的在于提供一种计算机程序产品,其系定频地读取电子卷标的无线射频辨识信号用于估算一定位用的坐标,进而提升定位正确性。
14.本发明之再一目的在于提供一种内储程序之计算机可读取记录介质,其系定频地读取电子卷标的无线射频辨识信号用于估算一定位用的坐标,进而提升定位正确性。
15.为达上述之目的,本发明的一方面提供一种定位装置,包含:数个电子卷标,被配置成沿一轴线等距间隔设置;及一定频取样模块,耦接该数个电子卷标,该定频取样模块被配置成能够在该轴线周围移动,定频地读取来自该数个电子卷标的无线射频辨识信号,及依据来自该无线射频辨识信号的数个标识符及数个强度分布曲线估算在该轴在线的一坐标。
16.在本发明之一实施例中,该坐标由该定频取样模块依据该标识符识别一区块,再对该区块中的位置进行估算,包括:计算sm = (smax

smin),其中smax和smin分别为该定频取样模块读取到的数个无线射频辨识信号中的一最大信号强度与一最小信号强度;计算pd = (p1

p2)、pc = (p1+p2) / 2及sd = (s1

s2),若sd > sm,则令sd = sm,其中p1与p2分别为该定频取样模块读取到的所有无线射频辨识信号排序后的该最大信号强度所属卷标之坐标及一次大信号强度所属卷标之坐标,s1与s2分别为正对该定频取样模块处的两个无线射频辨识信号的信号强度;及计算pe = pc + ((pd
ꢀ×ꢀ
sd) / 2sm),以pe作为该坐标。
17.在本发明之一实施例中,该定频取样模块与该数个电子卷标中的每个具有一线性极化天线,该定频取样模块的线性极化天线与该数个电子卷标中的每个的线性极化天线被配置为极化方向相互垂直。
18.在本发明之一实施例中,该定频取样模块具有一电路部件、一通讯接口及一天线部件,该电路部件具有一处理器及一射频收发器,该处理器电性连接该射频收发器及该通讯接口,该射频收发器电性连接该天线部件,该处理器依据一固定频率控制该射频收发器经由该天线部件收发该无线射频辨识信号。
19.在本发明之一实施例中,该定频取样模块耦接一人机界面。
20.在本发明之一实施例中,该数个电子卷标中的每个设置一金属片。
21.为达上述之目的,本发明的另一方面提供一种天车系统,包含至少一如上所述之定位装置。
22.在本发明之一实施例中,该天车系统包含被配置成该定位装置的一第一定位装置,该第一定位装置的定频取样模块设置于一第一载体,该第一载体能够沿一第一轨道移动。
23.在本发明之一实施例中,该天车系统还包含被配置成该定位装置的一第二定位装置,用于配置该第二定位装置中的该数个电子卷标的轴线与用于配置该第一定位装置中的该数个电子卷标的轴线相互垂直。
24.在本发明之一实施例中,该第二定位装置的定频取样模块设置于该第一载体。
25.在本发明之一实施例中,该第二定位装置的定频取样模块设置于一第二载体,该第二载体能够在该第一载体上沿一第二轨道移动。
26.为达上述之目的,本发明的另一方面提供一种定位方法,包含:控制一定频取样模块在设置数个电子卷标的一轴线周围移动;控制该定频取样模块定频地读取来自该数个电子卷标中的至少一个的无线射频辨识信号,及依据来自该无线射频辨识信号的数个标识符及数个强度分布曲线估算在该轴在线的一坐标。
27.在本发明之一实施例中,该坐标是先依据该标识符识别一区块,再对该区块中的位置进行估算的过程,包括:计算sm = (smax

smin),其中smax和smin分别为该定频取样模块读取到的数个无线射频辨识信号中的一最大信号强度与一最小信号强度;计算pd = (p1

p2)、pc = (p1+p2) / 2及sd = (s1

s2),若sd > sm,则令sd = sm,其中p1与p2分别为该定频取样模块读取到的所有无线射频辨识信号排序后的该最大信号强度所属卷标之坐标及一次大信号强度所属卷标之坐标,s1与s2分别为正对该定频取样模块处的两个无线射频辨识信号的信号强度;及计算pe = pc + ((pd
ꢀ×ꢀ
sd) / 2sm),以pe作为该坐标。
28.为达上述之目的,本发明的另一方面提供一种计算机程序产品,当计算机加载该计算机程序并执行后,该计算机能够执行如上所述之定位方法。
29.为达上述之目的,本发明的另一方面提供一种计算机可读取记录介质,该计算机可读取记录介质内储程序,当计算机加载该程序并执行后,该计算机能够完成如上所述之定位方法。
30.本发明的天车系统、其定位装置、定位方法、计算机程序产品及计算机可读取记录介质,利用上述定频取样模块进行与电子卷标的数据接收、利用接收数据直接估算定位坐标,例如:二维坐标可利用两个定频取样模块进行分布式计算,以免运算过于集中导致影响系统运作效能;附加地,该定位坐标可进一步被传送到远程接口,用于显示或储存等。相较于习知利用该远程主机计算位置数值的技术,可以改善运算负担过度集中在远程主机及影响系统运作效能的问题。此外,利用定频式读取电子卷标的无线射频辨识信号,可以避免习知跳频读取导致信号强度不一致及定位误差问题;利用线性极化不匹配的配置方式,可以缩小电子卷标的间距,仍可维持鉴别度,改善习知定位用电子卷标的间距过大的问题;坐标估算可提升定位精度,使待定位的目标物可更准确地被定位。
附图说明
31.图1是习用rfid读取器的无线电波段示意图。
32.图2是习用金属用的rfid标签的无线电波段示意图。
33.图3是习用rfid标签的915mhz、925mhz、928mhz的频率响应示意图。
34.图4是习用不同频率响应曲线的信号强度波形示意图。
35.图5是本发明一实施例之定频取样模块与电子卷标之相对位置示意图。
36.图6是本发明一实施例之定位装置应用于天车系统的示意图。
37.图7是本发明一实施例之不同电子卷标定频读取的信号强度波形示意图。
38.图8是本发明一实施例之坐标估算的参数定义示意图(一)。
39.图9是本发明一实施例之坐标估算的参数定义示意图(二)。
40.图10是天线电波的极化特性示意图。
41.图11是电子卷标的间距过近的信号重迭示意图。
42.图12是本发明一实施例之线性极化配置的信号分离示意图。
43.图13是本发明一实施例之电子卷标的间距缩短的信号配置示意图。
44.图14是本发明一实施例之定频取样模块的部件连接示意图。
45.图15是本发明一实施例之定频取样模块与人机接口的耦接示意图。
46.图16是本发明一实施例之定位方法的流程示意图。
具体实施方式
47.为了让本发明之上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂,下文将特举本发明较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。再者,本发明所提到的方向用语,例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。
48.请参阅图5所示,本发明一方面之定位装置实施例可包含数个电子卷标g及一定频取样模块r,该数个电子卷标g可以例如是无线射频辨识(rfid)标签等,该数个电子卷标g可被配置成沿一轴线等距间隔设置,用以作为定位点,该数个电子卷标g可沿一轨道k的中心轴线等距间隔设置;又,该数个电子卷标d中的每个还可被写入一定位数据,例如:可被预先储存标识符(如tag id或坐标信息等编号)作为定位依据;另,该数个电子卷标g还可预安装于一长压条物内,每隔一间隔范围(诸如可选为在15至25公分之间的间距)设置不同编号的该电子卷标g,以便经由该长压条物沿着该轨道k安装该数个电子卷标g,例如:可安装在轨道表面上、轨道侧边或轨道上、下方等,在此仅以安装在轨道表面上为例,但不以此为限;其中,各该电子卷标g还可以设置一金属片(图未绘示),例如该金属片可设于该电子卷标g与长压条物之间,以确保该电子卷标g的微波特性一致,以便利用定频方式收发rfid信号。
49.如图5所示,该定频取样模块r可耦接该数个电子卷标g,例如:该定频取样模块之天线(如t)在该数个电子卷标g的信号感应范围内,该定频取样模块r可被配置成能够在该轴线周围移动,例如:该定频取样模块r可由一载体(如车体等)搭载而沿该轴线延伸的方向x移动,该定频取样模块r可定频地读取来自该数个电子卷标的无线射频辨识信号,及依据来自该无线射频辨识信号的数个标识符及数个强度分布曲线估算在该轴在线的一坐标。
50.可选地,如图5所示,该定频取样模块r可以是单机型网络式rfid读取器,该定频取样模块r可具有一天线部t及一定位部d,该天线部t及该定位部d可整合为一体或利用一架
体f固定为一体式的定频取样模块,例如:将该定位部d设置在该架体f上。该天线部t可具有一适用rfid天线,例如小型天线等,该天线部t可位于该电子卷标g的一信号感应范围内;该定位部d电性连接该天线部t,用以依据来自各该电子卷标g内存的标识符及强度分布曲线估算在该轴在线的坐标。应被理解的是,该坐标可以是一维坐标系中的坐标,但不以此为限,该坐标也可以是多维(如二维或三维)坐标系中的坐标中的数个分量中的一个。
51.举例而言,本发明上述定位装置实施例可适用于一运输系统之定位功能,例如:该运输系统可以是输送带系统(一维坐标系统)、单轨式或双轨式天车系统(一维或二维坐标系统)或仓储系统(三维坐标系统)等,以下系以应用于双轨式天车系统(二维坐标系统)为例进行说明,惟不以此为限。
52.举例而言,如图5及图6所示,以应用于双轨式天车系统为例,该定位装置可用于定位并产生二维坐标,例如:包含数个电子卷标g、一第一定频取样模块r1及一第二定频取样模块r2。该数个电子卷标g可分为一第一群组及一第二群组,该第一群组中的电子卷标g沿一第一轨道k1等距间隔设置,该电子卷标g的设置数量可依实际需求进行调整,如电子卷标g的密集度高(如图5所示)则可提高定位精度,该第二群组中的电子卷标g沿一第二轨道k2等距间隔设置,该第二轨道k2与该第一轨道k1相互垂直,例如:该第一轨道k1、第二轨道k2可以是在钢铁工厂中作业的天车轨道等。
53.如图5及图6所示,该第一定频取样模块r1耦接该第一群组中的电子卷标g,该耦接方式诸如经由电波相互耦合等,该第一定频取样模块r1可被配置成能够沿该第一轨道k1移动,定频地读取来自该第一群组中的数个电子卷标g的无线射频辨识(rfid)信号,及依据来自该第一群组中的无线射频辨识信号的标识符及强度分布曲线估算二维坐标的一第一分量,例如x分量。
54.如图5及图6所示,该第二定频取样模块r2耦接该第二群组中的电子卷标g,该第二定频取样模块r2可被配置成能够沿该第二轨道k2移动,定频地读取该第二群组中的数个电子卷标g的无线射频辨识信号,及依据来自该第二群组中的无线射频辨识信号的标识符及强度分布曲线估算该二维坐标的一第二分量,例如y分量。以下进一步举例说明本发明上述定位装置的诸多实施例,但不以此为限。
55.在一实施例中,如图6所示,该第一定频取样模块r1可被设置于能够沿该第一轨道k1移动的一第一载体a1(如双轨式天车系统中的大车),该第二定频取样模块r2可被设置于能够沿该第二轨道k2在该第一载体a1上移动的一第二载体a2(如双轨式天车系统中的小车),该第二载体a2可设置一吊具v,例如:钩链组具等,用以吊挂重物,该第二载体a2还可设置一座舱(图未绘示),供人员操控该天车系统;该第一定频取样模块r1位在该第一群组中的电子卷标g的无线感应范围内、该第二定频取样模块r2位在该第二群组中的电子卷标g的无线感应范围内。
56.如图7所示,如果在一轨道k(如该第一轨道或第二轨道)上有五个电子卷标(如g1、g2、g3、g4、g5)被一定频取样模块(如图5所示之第一定频取样模块r1或第二定频取样模块r2)以定频方式进行读取,例如:固定用频率915 mhz进行接收,但不以此为限,也可以是其他频率,则该定频取样模块的天线部t被移动时,对不同电子卷标(如g1、g2、g3、g4、g5)接收到的信号强度波形皆一致,例如:当该定频取样模块的天线部t在电子卷标g2正上方时,可以读取在曲线c71中的最大强度的回复信号,当该rfid读取器的天线部t在电子卷标g4、g5
中央时,因为电子卷标g4、g5与天线部t的距离相同,故该天线部t从电子卷标g4、g5读到的信号强度将会相同(或相当接近),由此可知,该定频取样模块所在位置坐落在该电子卷标g4与g5之间,例如:可透过被读取到的电子卷标g的编号决定该定频取样模块的坐落范围区块,可进一步依据被读取到的电子卷标信号强度分布曲线得知该定频取样模块的精确位置的坐标。举例说明如下,但不以此为限。
57.举例而言,以二维坐标为例,该第一分量、第二分量可用于组合标示沿着该第一轨道k1或第二轨道k2交会而成的位置点,以便利用该第一分量及第二分量表示该位置点(如该天车系统的吊具位置)的二维坐标,进而确定该吊具的精确位置,以利进行吊挂作业。应被理解的是,该二维坐标除可利用该数个电子卷标的标识符作为一区块的编号外,还可利用一算法算出在该区块范围内的详细位置,该算法举例说明如下。
58.请参阅图8及图9所示,图8、图9分别为呈现沿一轨道k的无线射频辨识信号的一最大信号强度smax在一信号差值sd的左、右方的示意图。该二维坐标的该第一分量可由该第一定频取样模块r1依据该标识符识别一区块,再对该区块中的位置进行估算,包括:计算sm = (smax

smin),其中smax和smin分别为该第一定频取样模块r1读取到的数个无线射频辨识信号中的一最大信号强度与最小信号强度值;计算pd = (p1

p2)、pc = (p1+p2) / 2及sd = (s1

s2),若sd > sm,则令sd = sm,其中p1与p2分别为该第一定频取样模块r1读取到的所有无线射频辨识信号排序后的一最大信号强度所属卷标之坐标及一次大信号强度所属卷标之坐标,s1与s2分别为正对该第一定频取样模块r1处的两个无线射频辨识信号的信号强度;及计算pe = pc + ((pd
ꢀ×ꢀ
sd) / 2sm),以pe作为该二维坐标的该第一分量。
59.附加地,如图8及图9所示,该二维坐标的该第二分量由该第二定频取样模块r2依据该标识符识别一区块,再对该区块中的位置进行估算,包括:计算sm = (smax

smin),其中smax和smin分别为该第一定频取样模块r2读取到的数个无线射频辨识信号中的一最大信号强度与一最小信号强度;计算pd = (p1
ꢀ-ꢀ
p2)、pc = (p1+p2) / 2及sd = (s1
ꢀ–ꢀ
s2),若sd > sm,则令sd = sm,其中p1与p2分别为该第二定频取样模块r2读取到的所有无线射频辨识信号排序后的该最大信号强度所属卷标之坐标及一次大信号强度所属卷标之坐标,s1与s2分别为正对该第二定频取样模块r2处的两个无线射频辨识信号的信号强度;及计算pe = pc + ((pd
ꢀ×ꢀ
sd) / 2sm),以pe作为该二维坐标的该第二分量。
60.应被理解的是,如图10所示,在无线电波传输应用中,天线是实际用于传送与接收电波的组件,天线发射出去的电波具备极化特性,通常可分为线性极化(如w1所示)与圆极化(如w2所示),椭圆极化(如w3所示)则可视为圆极化的变形。在电波传输时,传输天线必须具备相同极化特性才能达到最佳传输效能,例如:利用线性极化传输电波时,接收端也要采用线性极化天线,以达最佳接收效果,且极化方向须一致(如同为水平或垂直),若极化方向不一致,则会造成传输效能衰减。
61.习知rfid卷标的天线多是线性极化特性,习知rfid读取器多采用圆极化天线收发电波,以便读取各种角度的rfid卷标中的数据。然而,如图11所示,当沿轨道k(如该第一轨道或第二轨道)的数个电子卷标(如g1、g2、g3、g4、g5)之间的间距过近时,在相邻电子卷标(如g2、g3、g4)被读取到的信号强度曲线c111、c112、c113重迭性高。换言之,不仅会同时读到多个电子卷标的信号,而且各该电子卷标的信号强度与位置差异的鉴别度差,例如图11中的s1与smax过于接近,进而影响信息处理速度与定位准确性。因此,造成习知定位用的电
子卷标长期以来无法缩短的问题。
62.有鉴于此,在本发明的上述实施例中,可采用线性极化天线做为上述定频取样模块(如第一、二定频取样模块)的电波收发组件,同时,电子卷标的天线特征也是线性极化,该电子卷标的极化方向与该定频取样模块(如第一、二定频取样模块)的极化方向呈相互垂直设置。如图12所示,在沿轨道k(如该第一轨道或第二轨道)的电子卷标g1、g2、g3的读取过程中的信号强度曲线大幅缩小且读取角度亦大幅变窄,不仅可有效避免读取到邻近的电子卷标的信号,同时,可缩短电子卷标间的间距,增加电子卷标布设的密集度,可以达到提高定位精度的功效。
63.如图13所示,如果将沿轨道k(如该第一轨道或第二轨道)的数个电子卷标(如g1、g2、g3、g4、g5)的间距再缩短一半,该天线部t感应到的信号强度曲线仍具高鉴别性,结合上述实施例的坐标估算,更可达到将定位精度提高约一倍的功效。藉此,该电子卷标的极化方向与该定频取样模块(如第一、二定频取样模块)的极化方向呈相互垂直设置,利用天线极化不匹配特性,大幅缩小有效读取距离和范围,可以解决习知定位用的电子卷标长期以来无法缩短的问题。
64.在一实施例中,如图5所示,该第一定频取样模块r1、该第二定频取样模块r2与该数个电子卷标g中的每个具有一线性极化天线,例如作为该天线部t的一部分,该第一定频取样模块r1的线性极化天线与该第一群组中的电子卷标g的线性极化天线被配置为极化方向相互垂直,例如:天线方向或装设方向相互垂直等,该第二定频取样模块r2的线性极化天线与该第二群组中的电子卷标g的线性极化天线被配置为极化方向相互垂直。藉此,利用线性极化不匹配的配置方式,可以缩小电子卷标的间距,仍可维持鉴别度,改善习知定位用电子卷标的间距过大的问题。
65.在一实施例中,如图14所示,该第一定频取样模块r1及该第二定频取样模块r2中的每个可具有一电路部件e1(如电路板等)、一通讯接口e2(如ethernet、wi-fi及/或zigbee通讯组件等)及一天线部件e3(如线性极化天线等),该电路部件e1可具有一处理器e11(如数字信号处理器或特殊应用集成电路等)及一射频收发器e12(如可被设定频率的射频收发器等),该处理器e11电性连接该射频收发器e12及该通讯接口e2,该射频收发器e12电性连接该处理器e11及该天线部件e3,该处理器e11可依据一固定频率控制该射频收发器e12经由该天线部件e3收发该无线射频辨识信号,可用于实现上述定频地读取该电子卷标的无线射频辨识信号,及依据来自该无线射频辨识信号的标识符及强度分布曲线估算上述坐标的功能。藉此,可以适度简化控制组件的数量,以便利用该处理器内部的控制逻辑(如软件或硬件逻辑)实现上述功能。
66.附加地,如图14及图15所示,在一实施例中,具有天线部t的该第一定频取样模块r1及该第二定频取样模块r2耦接至少一人机接口m1,例如:该第一定频取样模块r1及该第二定频取样模块r2中的至少一个与该人机接口m1经由一网络n耦接,该耦接方式可通过有线网络或无线网络,例如:通过上述通讯接口e2将该坐标传送到该人机接口m1,用以进行显示、储存或分析。藉此,由该第一定频取样模块及该第二定频取样模块中的至少一个完成估算的该坐标除可用于精确定位外,还可进一步传送到远程进行显示、储存或分析,以便进一步利用大数据或人工智能等技术优化工作流程。
67.相应地,本发明上述定位装置实施例除可应用于双轨式天车系统外,也可应用于
单轨式天车系统,举例说明如下,惟不以此为限。
68.举例而言,该运输系统实施例可包含被配置成该定位装置的一第一定位装置,该第一定位装置的定频取样模块设置于一第一载体,该第一载体能够沿一第一轨道移动,例如:应用于单轨式天车系统之车体装设有一组定位装置,该一组定位装置的定频取样模块能够沿直线状的第一轨道移动,作为一维坐标定位用途。
69.附加地或替代地,该运输系统实施例还可包含被配置成该定位装置的一第二定位装置,用于配置该第二定位装置中的该数个电子卷标的轴线与用于配置该第一定位装置中的该数个电子卷标的轴线相互垂直;其中该第二定位装置的定频取样模块也被设置于该第一载体,例如:应用于仓储系统中的平面车体装设有两组定位装置,该两组定位装置的定频取样模块能够沿非直线状(如弧状、圆形、椭圆形、多边形、曲折状或迂回状等)的第一轨道移动,作为二维坐标定位用途;替代地,该第二定位装置的定频取样模块可设置于一第二载体,该第二载体能够在该第一载体上沿一第二轨道(如直线状轨道)移动,例如:应用于双轨式天车系统的大车、小车分别装设一组定位装置(共计两组定位装置),该两组定位装置的定频取样模块能够沿相互垂直的第一轨道及第二轨道移动,作为二维坐标定位用途。
70.举例而言,作为各个维度定位用途的定位装置可产生二维坐标中的一个坐标分量或一维坐标,该定位装置可包括数个电子卷标,被配置成沿一轴线等距间隔设置;及一定频取样模块,耦接该数个电子卷标,该定频取样模块被配置成能够在该轴线周围移动,定频地读取来自该数个电子卷标的无线射频辨识信号,及依据来自该无线射频辨识信号的数个标识符及数个强度分布曲线估算在该轴在线的一坐标。详细说明可参阅上述实施例相关说明内容,在此不另赘述。
71.在一实施例中,该坐标由该定频取样模块依据该标识符识别一区块,再对该区块中的位置进行估算,包括:计算sm = (smax

smin),其中smax和smin分别为该定频取样模块读取到的数个无线射频辨识信号中的一最大信号强度与一最小信号强度;计算pd = (p1

p2)、pc = (p1+p2) / 2及sd = (s1

s2),若sd > sm,则令sd = sm,其中p1与p2分别为该定频取样模块读取到的所有无线射频辨识信号排序后的该最大信号强度所属卷标之坐标及一次大信号强度所属卷标之坐标,s1与s2分别为正对该定频取样模块处的两个无线射频辨识信号的信号强度;及计算pe = pc + ((pd
ꢀ×ꢀ
sd) / 2sm),以pe作为该坐标。详细说明可参阅上述实施例相关说明内容,在此不另赘述。
72.在一实施例中,该定频取样模块与该数个电子卷标中的每个具有一线性极化天线,该定频取样模块的线性极化天线与该数个电子卷标中的每个的线性极化天线被配置为极化方向相互垂直。详细说明可参阅上述实施例相关说明内容,在此不另赘述。
73.在一实施例中,该定频取样模块具有一电路部件、一通讯接口及一天线部件,该电路部件具有一处理器及一射频收发器,该处理器电性连接该射频收发器及该通讯接口,该射频收发器电性连接该天线部件,该处理器依据一固定频率控制该射频收发器经由该天线部件收发该无线射频辨识信号。详细说明可参阅上述实施例相关说明内容,在此不另赘述。
74.在一实施例中,该定频取样模块耦接一人机界面。详细说明可参阅上述实施例相关说明内容,在此不另赘述。
75.在一实施例中,该数个电子卷标中的每个设置一金属片。详细说明可参阅上述实施例相关说明内容,在此不另赘述。
76.另一方面,如图16所示,本发明提供一种定位方法实施例,可包含一运行步骤j1及一估算步骤j2,在该运行步骤j1前还可进行一配置步骤j0,以应用于双轨式天车系统为例说明如下。请一并参阅图5及图6所示,该配置步骤j0,可在相互垂直的二垂直轴线(如沿二轨道k1、k2延伸的轴线)等距间隔设置数个电子卷标g。
77.如图16所示,该运行步骤j1,可控制一定频取样模块在设置数个电子卷标的一轴线周围移动,例如:如图6所示,控制二定频取样模块r1、r2在设置数个电子卷标g的二垂直轴线移动。
78.如图16所示,该估算步骤j2,可控制该定频取样模块定频地读取来自该数个电子卷标中的至少一个的无线射频辨识信号,及依据来自该无线射频辨识信号的数个标识符及数个强度分布曲线估算在该轴在线的一坐标,例如:如图6所示,控制该二定频取样模块r1、r2定频地读取该数个电子卷标g的无线射频辨识信号,使该二定频取样模块中的一个(如r1)依据该无线射频辨识信号的强度分布曲线估算一坐标的一第一分量,及该二定频取样模块中的另一个(如r2)依据该无线射频辨识信号的强度分布曲线估算该坐标的一第二分量。
79.应被理解的是,在该运行步骤j1的进行过程中,该估算步骤j2可以同步地且重复地进行,以利实时地估算该坐标,例如:应用于双轨式天车系统时,该二定频取样模块r1、r2在一平面上的一交点,可被当作一吊具(如v)的参考位置,进而作为该天车系统进行定位控制的参考。
80.相应地,该定位方法也可应用于单轨式天车系统,例如包含控制一定频取样模块在设置数个电子卷标的一轴线周围移动;控制该定频取样模块定频地读取来自该数个电子卷标中的至少一个的无线射频辨识信号,及依据来自该无线射频辨识信号的数个标识符及数个强度分布曲线估算在该轴在线的一坐标。
81.在一实施例中,二维坐标的该第一分量及该第二分量中的每个或一维坐标依据该标识符识别一区块,再对该区块中的位置进行估算的过程,包括:计算sm = (smax

smin),其中smax和smin分别为该定频取样模块读取到的数个无线射频辨识信号中的一最大信号强度与一最小信号强度;计算pd = (p1

p2)、pc = (p1+p2) / 2及sd = (s1

s2),若sd > sm,则令sd = sm,其中p1与p2分别为该定频取样模块读取到的所有无线射频辨识信号排序后的该最大信号强度所属卷标之坐标及一次大信号强度所属卷标之坐标,s1与s2分别为正对该定频取样模块处的两个无线射频辨识信号的信号强度;及计算pe = pc + ((pd
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sd) / 2sm),以pe作为该二维坐标的该第一分量及该第二分量中的一个或一维坐标。
82.另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,当计算机加载该计算机程序并执行后,该计算机能够执行如上所述之定位方法。例如:该计算机程序产品可包含数个程序指令,该程序指令可利用现有的程序语言实现,例如:c、java或swift等,惟不以此为限,以便用于执行如上所述之定位方法。
83.另一方面,本发明还提供一种计算机可读取记录介质,例如:光盘、随身碟或硬盘等,该计算机可读取记录介质内储程序(如上述计算机程序),当计算机加载该程序并执行后,该计算机能够完成如上所述之定位方法。
84.承上所述,本发明上述实施例的运输系统、其定位装置、定位方法、计算机程序产品及计算机可读取记录介质,利用上述定频取样模块进行与电子卷标的数据接收、利用接
收数据直接估算定位坐标,例如:二维坐标可利用两个定频取样模块进行分布式计算,以免运算过于集中导致影响系统运作效能;附加地,该定位坐标可进一步被传送到远程接口,用于显示或储存等。相较于习知利用该远程主机计算位置数值的技术,可以改善运算负担过度集中在远程主机及影响系统运作效能的问题。
85.此外,本发明上述实施例的运输系统、其定位装置、定位方法、计算机程序产品及计算机可读取记录介质,利用定频式读取电子卷标的无线射频辨识信号,可以避免习知跳频读取导致信号强度不一致及定位误差问题;另外,利用线性极化不匹配的配置方式,可以缩小电子卷标的间距,仍可维持鉴别度,改善习知定位用电子卷标的间距过大的问题;此外,上述坐标估算过程,更可提升定位精度,使待定位的目标物可更准确地被定位。
86.虽然本发明已以较佳实施例揭露,然其并非用以限制本发明,任何熟习此项技艺之人士,在不脱离本发明之精神和范围内,当可作各种更动与修饰,因此本发明之保护范围当视后附之权利要求所界定者为准。
87.【符号说明】a1
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第一载体a2
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第二载体b11
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频段b12
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频段b13
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频段b21
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频段b22
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频段b23
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频段c1
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无线电波c2
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曲线c31
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曲线c32
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曲线c33
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曲线c41
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曲线c42
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曲线c43
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曲线c71
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曲线c111
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曲线c112
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曲线c113
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曲线d
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定位部e1
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电路部件e11
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处理器e12
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射频收发器e2
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通讯接口e3
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天线部件
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架体g
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电子卷标g1
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电子卷标g2
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电子卷标g3
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电子卷标g4
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电子卷标g5
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电子卷标j0
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配置步骤j1
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运行步骤j2
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估算步骤k
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轨道k1
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第一轨道k2
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第二轨道m1
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人机界面n
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网络r
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定频取样模块r1
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第一定频取样模块r2
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第二定频取样模块smax
ꢀꢀ
最大信号强度smin
ꢀꢀ
较小信号强度sm
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差值s1
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信号s2
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信号sd
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信号差值p1
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最大信号强度所属卷标的坐标p2
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次大信号强度所属卷标的坐标pd
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最大信号强度所属卷标与次大信号强度所属卷标之间的坐标差值pc
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最大信号强度所属卷标与次大信号强度所属卷标之间的坐标均值p1ꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置p2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置p3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置p4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置-p1ꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置-p2ꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置-p3ꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置-p4ꢀꢀꢀꢀꢀ
卷标周围的读取位置t
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天线部t1
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天线v
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吊具
w1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
线性极化波形w2
ꢀꢀꢀꢀꢀ
圆极化波形w3
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椭圆极化波形x
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方向y
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方向。
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