專利名稱：：標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽位置確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，尤其涉及標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽位置確定方法。
背景技術(shù)：
：作為一種經(jīng)由射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信以交換數(shù)據(jù)從而達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)，射頻識(shí)別(RadioFrequencyIdentification,簡(jiǎn)寫為RFID)技術(shù)正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。典型的RFID系統(tǒng)一般包括兩部分，即RFID讀取器和RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽位于要識(shí)別的對(duì)象上，是RFID系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)攜帶者。典型的RFID標(biāo)簽包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的微芯片，以及用于與RFID讀取器進(jìn)行射頻通信的耦合元件，例如線圈天線。RFID標(biāo)簽可以是有源的或無(wú)源的元件。冇源RFID標(biāo)簽具有電源(例如電池)，并且可以主動(dòng)發(fā)送用于通信的RF信號(hào)，而無(wú)源RFID標(biāo)簽從RFID讀取器的詢問(wèn)信號(hào)中獲得其全部能量，并且或者反射RFID標(biāo)簽的信號(hào)，或者對(duì)RFID標(biāo)簽的信號(hào)進(jìn)行負(fù)載調(diào)制，以進(jìn)行通信。大多數(shù)RFID標(biāo)簽，無(wú)論是有源的還是無(wú)源的，都只在被RFID讀取器詢問(wèn)時(shí)才進(jìn)行通信。RFID讀取器能夠從RFID標(biāo)簽中讀取數(shù)據(jù)和/或向RFID標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)。典型的RFID讀取器包括射頻模塊、處理器和耦合元件(如天線)，以采用射頻方式與RFID標(biāo)簽通信。此外，許多RFID讀取器裝有信息讀取接口，使得它們能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)傳輸給一個(gè)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，例如運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的存儲(chǔ)器。在大多數(shù)RFID系統(tǒng)中，RFID讀取器的天線發(fā)射的詢問(wèn)信號(hào)能夠被處于該天線的覆蓋范圍(下文中有時(shí)也稱之為RF區(qū)域)內(nèi)的標(biāo)簽所接收。該覆蓋范圍的大小取決于RFID讀取器的工作頻率和天線尺寸。當(dāng)RFID標(biāo)簽處于該天線的覆蓋范圍時(shí)，它會(huì)檢測(cè)到讀取器的詢問(wèn)信號(hào)，并響應(yīng)于該詢問(wèn)信號(hào)發(fā)送存儲(chǔ)的待識(shí)別對(duì)象的信息或數(shù)據(jù)作為答復(fù)。讀取器根據(jù)接收到的RFID標(biāo)簽返回的答復(fù)，來(lái)對(duì)RFID標(biāo)簽所標(biāo)識(shí)的對(duì)象進(jìn)行識(shí)別。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識(shí)別技術(shù)相比，RFID技術(shù)具有非接觸、工作距離長(zhǎng)、適于惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。由于它的這些優(yōu)點(diǎn)，RFID技術(shù)己被越來(lái)越多地應(yīng)用在高密度的倉(cāng)庫(kù)、圖書館等的管理中。但是，在RFID應(yīng)用層中，個(gè)體管理比批次管理要困難，如圖1所示。高密度管理的一種重要情形是倉(cāng)庫(kù)或圖書館管理中的個(gè)體定位問(wèn)題?，F(xiàn)有方法遇到的問(wèn)題是沖突時(shí)有發(fā)生從而導(dǎo)致順序混亂，而批次信息對(duì)于個(gè)體定位管理是沒(méi)有用處的。目前，要檢測(cè)高密度序列中的RFID標(biāo)簽的個(gè)體順序(相對(duì)位置)是很困難的，因?yàn)?.當(dāng)RFID讀取器向標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)時(shí)，可能有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)對(duì)讀取器作出應(yīng)答。2.RFID讀取器可以同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽。但是，讀取到的只是一些簡(jiǎn)單的信息，且其順序是混亂的。如圖2所示。3.當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入RF區(qū)域時(shí)就會(huì)發(fā)生沖突。沖突使得自然順序完全混亂，這主要表現(xiàn)在a.在無(wú)源標(biāo)簽的情況下，由于標(biāo)簽沒(méi)有內(nèi)部電源，因此狀態(tài)信息是不可靠的。b.標(biāo)簽之間無(wú)法相互通信。這是多信道接入通信問(wèn)題的一種特殊情況。c.標(biāo)簽的存儲(chǔ)和計(jì)算能力有限。標(biāo)簽幾乎不能進(jìn)行計(jì)算。d.現(xiàn)有的研究集中于抗沖突技術(shù)，這對(duì)于檢測(cè)高密度序列的LH確順序基本上是沒(méi)有幫助的。4.隨著讀取器的抗沖突能力的提高，個(gè)體位置檢測(cè)效率將成為瓶頸。當(dāng)前的讀取器每秒可讀取多于600個(gè)ClG2(第1類第2代)標(biāo)簽。但是，對(duì)于特殊的RFID讀取器，要在真實(shí)環(huán)境中讀取一個(gè)標(biāo)簽，則需要大約幾十毫秒。即"全局滾讀(globalscroll)"效率低于"盤點(diǎn)(inventory)"效率?？梢?，確定高密度RFID標(biāo)簽的正確順序或個(gè)體位置是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。該問(wèn)題的模型在圖3中示出。亂序信息是指觀察到的順序信息不等于高密度序列的真實(shí)順序信息。即"{544的觀察值為^(W—司或(5D?；靵y序列信息具有以下特性a.當(dāng)物體A和B同時(shí)處于觀察區(qū)域中時(shí)沖突發(fā)生b.在沖突開始之前存在個(gè)體A單獨(dú)存在的短暫時(shí)段c.在沖突結(jié)束之后存在個(gè)體B單獨(dú)存在的短暫時(shí)段d.不存在精確地區(qū)分單個(gè)物體和多個(gè)物體的邊界的方法，也不存在控制觀察的精確方法e.物體A和B之間的間隔是不確定的。在RFID讀取器的詢問(wèn)區(qū)域中可能存在許多標(biāo)簽。RFID系統(tǒng)中的讀取器可向標(biāo)簽發(fā)送詢問(wèn)消息。在接收到消息時(shí)，所有標(biāo)簽都會(huì)向讀取器發(fā)送響應(yīng)。如果有多個(gè)標(biāo)簽作出了響應(yīng)，它們的響應(yīng)就會(huì)在RF通信信道中發(fā)生沖突，從而無(wú)法被讀取器接收到。解決此沖突的問(wèn)題一般被稱為抗沖突問(wèn)題，并且解決此問(wèn)題的能力是一種十分重要的能力。在所有的多接入過(guò)程中，最簡(jiǎn)單的一種是ALOHA過(guò)程。只要數(shù)據(jù)分組可用，它就被從標(biāo)簽發(fā)送到讀取器。這是一種標(biāo)簽驅(qū)動(dòng)的隨機(jī)TDMA過(guò)程。該過(guò)程專用于只讀標(biāo)簽，這種標(biāo)簽一般只需要發(fā)送少量數(shù)據(jù)(序列號(hào))，該數(shù)據(jù)被循環(huán)地發(fā)送到讀取器。數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間只占重復(fù)時(shí)間中的一小部分，因此在發(fā)送之間存在較長(zhǎng)的暫停。此外，每個(gè)標(biāo)簽的重復(fù)時(shí)間略有不同。因此存在一定的概率，即兩個(gè)標(biāo)簽可能在不同的時(shí)間發(fā)送其數(shù)據(jù)分組，因而數(shù)據(jù)分組不會(huì)彼此沖突。ALOHA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)序在圖4中示出。某些時(shí)隙型Aloha協(xié)議被廣泛地用作商業(yè)性標(biāo)簽產(chǎn)品中抗沖突方法的基本概念，比如PHILIPS的"I-code"和ISO/正C-18000-6C等等。該算法的主要想法是通過(guò)減少無(wú)用時(shí)隙(空的或沖突的)來(lái)加速盤點(diǎn)過(guò)程。但是，它卻無(wú)法確定RFID標(biāo)簽進(jìn)入RF區(qū)域的順序，因?yàn)锳loha的隨機(jī)選擇方法和相關(guān)的抗沖突算法已經(jīng)使得順序變得混亂?，F(xiàn)有的研究主要集中于如何在最短時(shí)間內(nèi)讀取盡可能多的標(biāo)簽。在檢測(cè)高密度序列的正確順序方面，它不會(huì)提供任何幫助，甚至可能會(huì)提供誤導(dǎo)。現(xiàn)有研究的目的在圖5中示出。如上所述，現(xiàn)有的解決方案集中于讀取大量標(biāo)簽的大功率方法。當(dāng)前的抗沖突算法完全打亂了多個(gè)標(biāo)簽的順序。這些方法提供了在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)多個(gè)標(biāo)簽的方法。但是，所讀取的信息只包括與順序無(wú)關(guān)的信息，例如號(hào)碼、大致的時(shí)間等等?？梢姡枰环N實(shí)用且高效地檢測(cè)高密度的RFID標(biāo)簽的相對(duì)位置的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)用且高效地檢測(cè)高密度RFID標(biāo)簽的相對(duì)排列位置的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽順序確定方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，包括發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽讀取裝置以及按順序排列的多個(gè)標(biāo)簽，其中所述多個(gè)標(biāo)簽中的每個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蝽憫?yīng)于接收到的詢問(wèn)信號(hào)而返回答復(fù)；所述標(biāo)簽讀取裝置至少包括位置確定單元，該位置確定單元基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的由所述多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種標(biāo)簽讀取裝置，能夠發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)并接收標(biāo)簽返回的答復(fù)，包括位置確定單元，該位置確定單元基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的由按順序排列的多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)于所述標(biāo)簽讀取裝置發(fā)送的多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種利用標(biāo)簽讀取裝置確定多個(gè)標(biāo)簽的排列位置的方法，包括詢問(wèn)信號(hào)發(fā)送步驟，用于從所述標(biāo)簽讀取裝置向所述多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)；以及位置確定步驟，用于基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的由所述多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)于所述多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。本發(fā)明的技術(shù)方案主要實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)效果1.準(zhǔn)確地對(duì)信息來(lái)自于單區(qū)還是多區(qū)進(jìn)行了分類，更容易捕捉單區(qū)；2.提供了用于確定適于順序檢測(cè)的RF區(qū)域大小的方法和標(biāo)準(zhǔn)；3.易于部署，其可適應(yīng)于a.具有不同頻率的讀取器，b.不同的距離要求，C.不同的通信速度；4.獨(dú)立于抗沖突算法或協(xié)議；5.具有可靠的檢測(cè)正確率。本發(fā)明的以上和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面參考附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1示出RFID應(yīng)用層中個(gè)體管理的困難；圖2示出由于多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)應(yīng)答而產(chǎn)生的順序混亂問(wèn)題；圖3示出確定高密度RFID標(biāo)簽的正確順序的問(wèn)題模型；圖4示出ALOHA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)序；圖5示出現(xiàn)有研究的目的；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RFID系統(tǒng)的示意圖7是示出圖6所示的RFID讀取裝置的結(jié)構(gòu)的示意框圖8示出了最優(yōu)的衰減水平和可靠的RF區(qū)域；圖9示意性地示出了讀取多個(gè)標(biāo)簽時(shí)可能存在的區(qū)域；圖IO示出了不同挑選方法的效果；圖ll示出了序優(yōu)化的基本原理；圖12示出了本發(fā)明的挑選方法的基本原理；圖13示出了純BP算法和本發(fā)明的方法之間的理論比較；以及圖14示出了圖6所示的RFID系統(tǒng)中RFID讀取裝置判斷多個(gè)RFID標(biāo)簽的排列位置的操作流程。具體實(shí)施例方式下面將參考附圖結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RFID系統(tǒng)100的示意圖。該實(shí)施例代表了貨架貨物管理的情形。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，根據(jù)本發(fā)明的RFID系統(tǒng)也同樣可適用于其他倉(cāng)庫(kù)、圖書館等管理系統(tǒng)，確定待識(shí)別對(duì)象的空間位置，并通過(guò)在各個(gè)位置上進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而方便的繪制空間示意圖。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID系統(tǒng)100包括RFID讀取裝置101和多個(gè)RFID標(biāo)簽102。附著了RFID標(biāo)簽102的貨物置于貨架上，其間的間隔不確定且隨機(jī)，從而這些標(biāo)簽形成一個(gè)高密度序列。RFID讀取裝置101向貨架上的這些標(biāo)簽發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)，并根據(jù)標(biāo)簽響應(yīng)于詢問(wèn)信號(hào)所返回的答復(fù)，來(lái)確定這些標(biāo)簽在貨架上的相對(duì)位置，從而便于對(duì)附著了標(biāo)簽的貨物進(jìn)行進(jìn)一步的管理。在圖6的系統(tǒng)中，還示出了一個(gè)與RFID讀取裝置101相連接的終端計(jì)算機(jī)，用于對(duì)RFID讀取裝置101接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，本發(fā)明并不限于此。處理數(shù)據(jù)的能力也可集成在RFID讀取裝置101中。圖7是示出RFID讀取裝置101的結(jié)構(gòu)的示意框圖。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的RFID讀取裝置101包括天線1010，用于經(jīng)由射頻通信發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。該天線具有相應(yīng)的覆蓋范圍(coverage)，處于該覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽都能接收到RFID讀取裝置101通過(guò)該天線發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)，并且能夠響應(yīng)于該詢問(wèn)信號(hào)返回答復(fù)，從而使得RFID讀取裝置101能夠通過(guò)該天線接收到答復(fù)。RFID讀取裝置101包括位置確定單元1011，還可以選擇的包括答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012和覆蓋范圍設(shè)置單元1013。位置確定單元1011基于天線1010接收到的從標(biāo)簽102返回的答復(fù)，確定標(biāo)簽102的排列位置。答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012對(duì)所述多個(gè)標(biāo)簽中響應(yīng)于一個(gè)詢問(wèn)信號(hào)返回了答復(fù)的標(biāo)簽的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果發(fā)送給所述位置確定單元。具體而言，答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012實(shí)現(xiàn)信息分類功能，即通過(guò)計(jì)算接收到的答復(fù)包括從多少個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)來(lái)對(duì)接收到的信息進(jìn)行分類。更具體而言，答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012對(duì)天線接收到的響應(yīng)于一個(gè)詢問(wèn)信號(hào)的答復(fù)進(jìn)行分類以確定這些答復(fù)來(lái)自于單區(qū)還是多區(qū)，如果是多區(qū)則是否是最近多區(qū)(NM區(qū))，并將結(jié)果發(fā)送給位置確定單元1011。其中單區(qū)代表接收到的答復(fù)只包括從一個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)，多區(qū)代表接收到的答復(fù)包括從不止一個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)，最近多區(qū)代表響應(yīng)于當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的答復(fù)的數(shù)目比響應(yīng)于前一詢問(wèn)信號(hào)的答復(fù)的數(shù)目多1，換言之，即接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)并作出答復(fù)的標(biāo)簽的數(shù)目比接收到前一詢問(wèn)信號(hào)并作出答復(fù)的標(biāo)簽的數(shù)目多1。覆蓋范圍設(shè)置單元1013用于設(shè)置RFID讀取裝置101的覆蓋范圍，也就是天線1010的覆蓋范圍，使得標(biāo)簽102中只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏絉FID讀取裝置101通過(guò)天線1010發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)。最優(yōu)的衰減水平和可靠的RF區(qū)域在圖8中示出。具體而言，覆蓋范圍設(shè)置單元1013基于RFID讀取裝置IOI接收到的響應(yīng)于前一詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，設(shè)置發(fā)送當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)時(shí)天線1010的覆蓋范圍，使得多個(gè)標(biāo)簽102中能夠接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)il比標(biāo)簽102中能夠接收到前一詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目多1。并且，當(dāng)RFID讀取裝置101首次向多個(gè)標(biāo)簽102發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，覆蓋范圍設(shè)置單元1013設(shè)置天線的覆蓋范圍使得多個(gè)標(biāo)簽102中只有一個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏絉FID讀取裝置101發(fā)送的這第一個(gè)詢問(wèn)信號(hào)。實(shí)際上，本發(fā)明的RFID讀取裝置101中的位置確定單元1011、答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012和覆蓋范圍設(shè)置單元1013的操作整體上構(gòu)成了一種基于信息分區(qū)和序優(yōu)化(OrdinalOptimization,簡(jiǎn)寫為00)來(lái)識(shí)別標(biāo)簽排列位S的方法。下面將對(duì)其原理和特征進(jìn)行詳細(xì)描述。如上所述，答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012對(duì)天線接收到的答復(fù)進(jìn)行分類以確定答復(fù)來(lái)自于單區(qū)還是多區(qū)，如果是多區(qū)則是否是最近多區(qū)(NM區(qū))。下面詳細(xì)說(shuō)明答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012中的這種信息分區(qū)方法。答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012中進(jìn)行的信息分區(qū)方法將讀取區(qū)域劃分成單區(qū)和多區(qū)。在讀取多個(gè)物體時(shí)，存在兩類區(qū)域，如圖9所示。假定架上有三個(gè)物體A、B和C，其順序(相對(duì)位置)為"A第一，B第二，C第三"，即(C-〉B,。這三個(gè)物體A、B和C分別附著有標(biāo)簽102A、102B和102C。1.如果RF區(qū)域只能覆蓋最近的RFID標(biāo)簽，即物體(A!的標(biāo)簽102A被讀取，則該區(qū)域被稱為"單區(qū)"。2.如果RF區(qū)域覆蓋了多個(gè)RFID標(biāo)簽，即物體《A,B》或(A,B,C》的標(biāo)簽被讀取，則該區(qū)域被稱為"多區(qū)"。在M,區(qū)中成功采樣是確定相鄰物體的正確順序的關(guān)鍵因素。區(qū)域的大小應(yīng)當(dāng)滿足以下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>也就是說(shuō)，從單區(qū)到多區(qū)，如果能夠捕捉到"最近多區(qū)"(nearestmultipleregion,簡(jiǎn)寫為NM區(qū))，就可以確定標(biāo)簽的順序。最近多區(qū)是其大小僅比前一區(qū)域大1的區(qū)域。如何進(jìn)行采樣以捕捉到NM區(qū)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。傳統(tǒng)的連續(xù)采樣方法效率不高，如圖10所示。很有可能捕捉到的是其他多區(qū)，而不是NM區(qū)。但是，沒(méi)有NM區(qū)，就無(wú)法確定正確的順序。因此，本發(fā)明的方法的關(guān)鍵想法在于捕捉到NM區(qū)。如上所述，對(duì)于精確方法來(lái)說(shuō)，要捕捉NM區(qū)是很困難的，因?yàn)閰^(qū)分NM區(qū)之間的邊界是很困難的。因此，本發(fā)明中提出了基于序優(yōu)化(00)的粗略方法。不同的挑選方法的效果在圖1O中示出。該問(wèn)題的目的在于通過(guò)在設(shè)計(jì)空間中搜索和選擇設(shè)計(jì)來(lái)獲得足夠好的設(shè)計(jì)。窮舉搜索一般來(lái)說(shuō)是效率很低的，甚至是不可能的，它會(huì)導(dǎo)致選出的子集非常大。搜索空間非常巨大并且是無(wú)限的，因?yàn)樗且粋€(gè)連續(xù)的空間。因此，必須按照離散事件系統(tǒng)(DES)的優(yōu)化問(wèn)題來(lái)對(duì)該問(wèn)題建模。序優(yōu)化(00)是基于仿真的優(yōu)化方法，它由Prof.Ho在上世紀(jì)90年代提出。序優(yōu)化方法提供了一種高效的基于仿真的優(yōu)化方法。它嘗試在大量候選中找出良好的或者令人滿意的解答而不是真正的最優(yōu)，它利用計(jì)算上簡(jiǎn)單但是可能較為粗略的模型來(lái)估計(jì)一組計(jì)劃或選擇的性能。足夠好(goodenough)的選擇被定義為能夠以高概率量化和確定的集合?；诖致阅Ｐ?，選擇這些選擇的子集作為觀察到的"足夠好"集合，所選擇的這個(gè)子集被稱為選定子集S。然后，序優(yōu)化可量化集合S和真實(shí)的足夠好子集G之間的"匹配"或"對(duì)準(zhǔn)"程度。序優(yōu)化對(duì)于隨機(jī)離散優(yōu)化尤其有用，因?yàn)樗梢缘挚勾笤肼暎⑶移溆?jì)算復(fù)雜度在可以承受的范圍內(nèi)。如上所述，序優(yōu)化的基本概念基于以下兩個(gè)原則序比較(ordmalcomparison)和目標(biāo)軟化(goalsoftening)。首先確定A是否要優(yōu)于B比確定"A-B="要容易得多。A與B的相對(duì)順序以指數(shù)速度收斂，而"值"則以1/11/2的速度收斂。在確定A和B中哪一個(gè)更好時(shí)可能不需要精確地知道值。它強(qiáng)調(diào)的是選擇(順序)，而不是估計(jì)選擇的實(shí)用性(價(jià)值)。序優(yōu)化的另一個(gè)關(guān)鍵原則是目標(biāo)軟化，即維持足夠好子集G和選定子集S之間的合理"匹配"結(jié)果。足夠好子集G的標(biāo)準(zhǔn)被選擇為判決空間的前百分之n，而不需要找出真正的最優(yōu)。序優(yōu)化的基本原理在圖11中示出。首先解釋"對(duì)準(zhǔn)概率(alignmentprobability,簡(jiǎn)寫為AP)"的概念。對(duì)于無(wú)約束問(wèn)題，"匹配"或"對(duì)準(zhǔn)"是指足夠好子集G和選定子集S之間的交集。AP被定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(1)其中k被稱為對(duì)準(zhǔn)度。作為一種選擇規(guī)則，盲目挑選(BP)涉及按以下方式從判決空間0中選擇子集S:(1)隨機(jī)地，(2)不替換，并且(3)不比較。該選擇規(guī)則將會(huì)確保每個(gè)判決在判決空間中取得任何排名的趨勢(shì)都相同。另外，此特殊情況的AP可表達(dá)為閉式，即這是一個(gè)超幾何分布，其中N是判決空間的大小AP取決于1.對(duì)準(zhǔn)度k;2.足夠好子集G的大小GP|q=g);以及3.選定子集S的大小(即IS—s)。一般的序優(yōu)化問(wèn)題可表述為以下優(yōu)化問(wèn)題問(wèn)其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>對(duì)于盲目挑選情形:&——時(shí)刻t,的標(biāo)簽集合0——設(shè)計(jì)空間G------足夠好子集|G|=g&對(duì)準(zhǔn)度G和S之間的對(duì)準(zhǔn)度為k的概率為—A(8)因此，G和S之間的對(duì)準(zhǔn)度至少為k的概率為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(10)對(duì)于本發(fā)明的高密度RFID序列檢測(cè)情形，S是RF區(qū)域被調(diào)節(jié)的次數(shù)，也就是樣本空間中的選定子集。G是NM區(qū)。TV是具有所有可能的區(qū)域的樣本空間。為了在NM區(qū)中捕捉樣本，關(guān)鍵問(wèn)題是需要調(diào)整RF區(qū)域多少次。如果在此情況下應(yīng)用簡(jiǎn)單的盲目挑選方法，則設(shè)計(jì)空間是#，足夠好子集是G，如圖12所示。只有在G區(qū)中捕捉樣本才能捕捉到NM區(qū)中的樣本。僅當(dāng)檢測(cè)到NM區(qū)中的樣本時(shí)，才能確定順序。(S次讀取中包括至少k個(gè)單區(qū)》的概率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(11)因此:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>問(wèn)題在于如何改進(jìn)盲目挑選方法。畢竟它的效率不高，因?yàn)樗杷４罅康臋z測(cè)器來(lái)捕捉單區(qū)中的樣本。No-Free-Lunch定理指出，在沒(méi)有結(jié)構(gòu)信息的情況下，沒(méi)有哪種算法的平均性能會(huì)比盲目挑選好。因此，需要找到結(jié)構(gòu)信息來(lái)提髙效率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不能捕捉到NM區(qū)中的樣本的主要原因是設(shè)計(jì)空間太"大"。因此，如果能夠減小設(shè)計(jì)空間的大小，就能夠提高捕捉NM區(qū)的概率。通常，調(diào)整方法取決于實(shí)際環(huán)境來(lái)改進(jìn)挑選效果。基本原理在圖12中示出。假定增大的大小為AA^，設(shè)計(jì)空間的大小變成TV-M。因此，{S次讀取中包括至少k個(gè)單區(qū)}的概率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>因此，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(14)從而，概率的提高量為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(15)假定設(shè)計(jì)空間的大小為200，足夠好子集的大小是80ms。如果設(shè)計(jì)空間的大小能夠減小到120，則基于式(14)，成功挑選NM區(qū)的概率將會(huì)大大提高。純BP算法和本發(fā)明的方法之間的理論比較在表1和圖13中示出。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表1從上表可見，為了滿足順序檢測(cè)的概率要求，本發(fā)明的方法比BP方法要好。例如，為了滿足對(duì)準(zhǔn)概率大于90%的要求，BP至少需要讀取5次，而本發(fā)明的只需要讀取3次。圖14示出了圖6所示的RFID系統(tǒng)100中RFID讀取裝置101判斷多個(gè)標(biāo)簽102的排列位置的操作流程。如圖14所示，在步驟S11中，覆蓋范圍設(shè)置單元1013設(shè)置天線010的覆蓋范圍，使得多個(gè)RFID標(biāo)簽102中只有一個(gè)(通常是在空間位置上最靠近RFID讀取裝置101的一個(gè))能接收到RFID讀取裝置101通過(guò)天線1010發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)。此外，RFID讀取裝置101中的計(jì)數(shù)器i(未示出)的計(jì)數(shù)值清零。在步驟S12中，RFID讀取裝置101通過(guò)天線1010發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)，并且在步驟S13中，RFID讀取裝置101通過(guò)天線1010接收到標(biāo)簽響應(yīng)于該詢問(wèn)信號(hào)返回的答復(fù)。在步驟S14中，答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012通過(guò)計(jì)算接收到的答復(fù)包括從多少個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)來(lái)對(duì)接收到的信息進(jìn)行分類。在步驟S15中，位置確定單元1011根據(jù)答復(fù)計(jì)數(shù)單元1012發(fā)送來(lái)的計(jì)數(shù)結(jié)果，確定是否有i+l個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)了此詢問(wèn)信號(hào)，即對(duì)于第一次發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)而言是否捕捉到了單區(qū)，對(duì)于此后發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)而言是否捕捉到了NM區(qū)。具體而言，如果是第一次發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)，則判斷是否有1個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)了此詢問(wèn)信號(hào)。而對(duì)于第一次之后每一次發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)的情形，則判斷是否有i+l個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)于了該詢問(wèn)信號(hào)。如果在步驟S15中判斷結(jié)果為"否"，即當(dāng)前接收到的答復(fù)中不包含i+l個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)，則在步驟S16中，覆蓋范圍設(shè)置單元1013基于當(dāng)前接收到的答復(fù)調(diào)節(jié)天線的覆蓋范圍。例如，如果當(dāng)前接收到的答復(fù)中包含多于i+l個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)，則覆蓋范圍設(shè)置單元1013調(diào)節(jié)天線1010的覆蓋范圍使之變小，但不小于前次捕捉到NM區(qū)時(shí)的覆蓋范圍。而如果當(dāng)前接收到的答復(fù)中包含少于i+l個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)，則覆蓋范圍設(shè)置單元1013調(diào)節(jié)天線1010的覆蓋范圍使之變大。過(guò)程從步驟S16返回步驟S12，位置確定單元1011在天線覆蓋范圍已改變的情況下再次發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)，并重復(fù)之后的流程。另一方面，如果在步驟S15中判斷結(jié)果為"是"，即當(dāng)前接收到的答復(fù)中包含從i+l個(gè)標(biāo)簽返回的答復(fù)，即對(duì)于第一次發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)而言捕捉到了單區(qū)，對(duì)于此后發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)而言捕捉到了NM區(qū)，則在歩驟S17中，位置確定單元1011確定多個(gè)標(biāo)簽102的排列位置。接下來(lái)，如果在步驟S18中判斷所有標(biāo)簽都己被讀過(guò)，即已經(jīng)返回了詢問(wèn)信號(hào)，則在歩驟S20中，位置確定單元1011輸出位置確定結(jié)果。否則，在步驟S19中，計(jì)數(shù)器i的值遞增l，并且過(guò)程返回步驟S12，再次發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)，并重復(fù)之后的流程。雖然己參照特定的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種修改。例如，在上文中，分別以RFID系統(tǒng)、RFID讀取裝置和RFID標(biāo)簽位置確定方法為例來(lái)說(shuō)明了本發(fā)明的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽位置確定方法。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)明白，本發(fā)明的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽位置確定方法并不限于所給出的特定實(shí)施例。在其他利用標(biāo)簽讀取裝置來(lái)讀取高密度的標(biāo)簽所返回的數(shù)據(jù)并確定標(biāo)簽的順序(相對(duì)位置)從而確定附有標(biāo)簽的物品的相對(duì)位置的場(chǎng)合，本發(fā)明的原理仍然適用。權(quán)利要求1.一種標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，包括發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽讀取裝置以及按順序排列的多個(gè)標(biāo)簽，其中所述多個(gè)標(biāo)簽中的每個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蝽憫?yīng)于接收到的詢問(wèn)信號(hào)而返回答復(fù)；所述標(biāo)簽讀取裝置至少包括位置確定單元，該位置確定單元基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的由所述多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。2.如權(quán)利要求l所述的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，其中所述標(biāo)簽讀取裝置還包括答復(fù)計(jì)數(shù)單元，該答復(fù)計(jì)數(shù)單元對(duì)對(duì)所述多個(gè)標(biāo)簽中響應(yīng)于一個(gè)詢問(wèn)信號(hào)返回了答復(fù)的標(biāo)簽的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果發(fā)送給所述位置確定單元。3.如權(quán)利要求l或2所述的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)簽讀取裝置還包括覆蓋范圍設(shè)置單元，其設(shè)置所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍，使得所述多個(gè)標(biāo)簽中只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏剿鰳?biāo)簽讀取裝置發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)。4.如權(quán)利要求3所述的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，其中，所述覆蓋范圍設(shè)置單元基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的響應(yīng)于前一詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，設(shè)置發(fā)送當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)時(shí)所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍，使得所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目與所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到前一詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目相比增加或減少。5.如權(quán)利要求4所述的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，其中，所述覆蓋范圍設(shè)置單元設(shè)置發(fā)送所述當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)時(shí)所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍以使得所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目比能夠接收到前一詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目多1。6.如權(quán)利要求3所述的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，其中當(dāng)所述標(biāo)簽讀取裝置向所述多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送所述多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)中的第--詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，所述覆蓋范圍設(shè)置單元設(shè)置所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍使得所述多個(gè)標(biāo)簽中只有一個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏剿龅谝辉儐?wèn)信號(hào)。7.如權(quán)利要求l或2所述的標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)，其中所述標(biāo)簽讀取裝置為射頻識(shí)別讀取裝置，所述多個(gè)標(biāo)簽為多個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽。8.—種標(biāo)簽讀取裝置，能夠發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)并接收標(biāo)簽返回的答復(fù)，包括位置確定單元，該位置確定單元基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的由按順序排列的多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)于所述標(biāo)簽讀取裝置發(fā)送的多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。9.如權(quán)利要求8所述的標(biāo)簽讀取裝置，還包括答復(fù)計(jì)數(shù)單元，該答復(fù)計(jì)數(shù)單元對(duì)所述多個(gè)標(biāo)簽中響應(yīng)于一個(gè)詢問(wèn)信號(hào)返回了答復(fù)的標(biāo)簽的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果發(fā)送給所述位置確定單元。10.如權(quán)利要求8或9所述的標(biāo)簽讀取裝置，還包括覆蓋范圍設(shè)置單元，其設(shè)置所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍以使得所述多個(gè)標(biāo)簽中只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏剿鰳?biāo)簽讀取裝置發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)。11.如權(quán)利要求IO所述的標(biāo)簽讀取裝置，其中，所述覆蓋范圍設(shè)置單元基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的響應(yīng)于前一詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，設(shè)置發(fā)送當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)時(shí)所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍，使得所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目與所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到前一詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目相比增加或減少。12.如權(quán)利要求ll所述的標(biāo)簽讀取裝置，其中，所述覆蓋范圍設(shè)置單元設(shè)置發(fā)送所述當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)時(shí)所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍以使得所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目比能夠接收到前一詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目多1。13.如權(quán)利要求IO所述的標(biāo)簽讀取裝置，其中當(dāng)所述標(biāo)簽讀取裝置向所述多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送所述多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)中的第一詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，所述覆蓋范圍設(shè)置單元設(shè)置所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍使得所述多個(gè)標(biāo)簽中只有一個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏剿龅谝辉儐?wèn)信號(hào)。14.如權(quán)利要求8或9所述的標(biāo)簽讀取裝置，其中所述標(biāo)簽讀取裝置為射頻識(shí)別讀取裝置，并且所述多個(gè)標(biāo)簽為多個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽。15.—種利用標(biāo)簽讀取裝置確定多個(gè)標(biāo)簽的排列位置的方法，包括詢問(wèn)信號(hào)發(fā)送步驟，用于從所述標(biāo)簽讀取裝置向所述多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)；以及位置確定步驟，用于基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的由所述多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)于所述多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括答復(fù)計(jì)數(shù)歩驟，用于對(duì)所述多個(gè)標(biāo)簽中響應(yīng)于一個(gè)詢問(wèn)信號(hào)返回了答復(fù)的標(biāo)簽的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且其屮在所述位置確定步驟中基于所述計(jì)數(shù)的結(jié)果和所述接收到的答復(fù)的返回順序，來(lái)確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，還包括覆蓋范圍設(shè)置步驟，用于設(shè)置所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍以使得所述多個(gè)標(biāo)簽中只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏剿鰳?biāo)簽讀取裝置發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述覆蓋范圍設(shè)置步驟包括基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的響應(yīng)于前一詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，設(shè)置發(fā)送當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)時(shí)所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍，使得所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目與所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到前一詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目相比有增加或減少。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述覆蓋范圍設(shè)置歩驟包括設(shè)咒發(fā)送所述當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)時(shí)所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍以使得所述多個(gè)標(biāo)簽中能夠接收到當(dāng)前詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目比能夠接收到前一詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽的數(shù)目多1。20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述覆蓋范圍設(shè)置歩驟包括當(dāng)所述標(biāo)簽讀取裝置向所述多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送所述多個(gè)詢問(wèn)信號(hào)中的第一詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，設(shè)置所述標(biāo)簽讀取裝置的覆蓋范圍使得所述多個(gè)標(biāo)簽中只有一個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏剿龅谝辉儐?wèn)信號(hào)。21.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中所述標(biāo)簽讀取裝置為射頻識(shí)別讀取裝置，所述多個(gè)標(biāo)簽為多個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽。全文摘要本發(fā)明提供了標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽位置確定方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)包括發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)的標(biāo)簽讀取裝置以及按順序排列的多個(gè)標(biāo)簽，其中所述多個(gè)標(biāo)簽中的每個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蝽憫?yīng)于接收到的詢問(wèn)信號(hào)而返回答復(fù)；所述標(biāo)簽讀取裝置至少包括位置確定單元，該位置確定單元基于所述標(biāo)簽讀取裝置接收到的由所述多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)詢問(wèn)信號(hào)而返回的答復(fù)，確定所述多個(gè)標(biāo)簽的排列位置。文檔編號(hào)G06K7/00GK101359358SQ20071013586公開日2009年2月4日申請(qǐng)日期2007年7月30日優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日發(fā)明者劉曉煒,波周,臣宋,王亞波申請(qǐng)人:日電(中國(guó))有限公司