專利名稱：隱蔽物體的快速定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用無源射頻電子標(biāo)簽(RFID)的無線通訊標(biāo)識作為無源射頻電子標(biāo)簽和電子標(biāo)簽讀取設(shè)備，實(shí)現(xiàn)被隱蔽物體的快速定位方法，屬于快速尋找隱蔽物體的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在城市地下管網(wǎng)建設(shè)中，始終存在著一些標(biāo)識上的差異，使得埋設(shè)在地下的管道，特別是一些特征部位的定位變得非常困難。為了標(biāo)識這些位置，通常的技術(shù)只能在管線埋設(shè)的表面設(shè)定一些標(biāo)志并在圖紙上進(jìn)行標(biāo)注，而這些處于地表的標(biāo)識會(huì)因?yàn)楦鞣N因素造成這些標(biāo)志的損壞或者移動(dòng)。因此，在這個(gè)領(lǐng)域急需一個(gè)方法能避免受到外力的影響，始終能為人們提供地下埋設(shè)管線定位的方法。
同樣的應(yīng)用要求也來自于建筑裝修中對掩埋管道等的標(biāo)識與定位。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種隱蔽物體的快速定位方法，使用該方法，可根據(jù)無源射頻電子標(biāo)簽上唯一或特定標(biāo)識號在數(shù)據(jù)庫中預(yù)留的詳細(xì)信息，得到隱蔽物體的距表面的垂直距離，最終得到該點(diǎn)的空間位置。
技術(shù)方案本發(fā)明提供一種用于實(shí)現(xiàn)隱蔽物體的位置快速定位的方法，該方法在所要標(biāo)識的管線表面或者是表面與地表的垂線上埋設(shè)一個(gè)無源射頻電子標(biāo)簽，并具備有一個(gè)唯一的標(biāo)識序列號，提供與記錄信息對照之用；再設(shè)有一種無源射頻電子標(biāo)簽的讀取設(shè)備，該設(shè)備通過射頻信號發(fā)射，使得無源射頻電子標(biāo)簽獲取能量后將無源射頻電子標(biāo)簽的唯一或特定標(biāo)識號返回給該設(shè)備接收部分，同時(shí)能測試接收信號的場強(qiáng)來確定位置。若需要精確定位，可采用三個(gè)或三個(gè)以上不在同一直線且在同一平面上的測量點(diǎn)確定該無源射頻電子標(biāo)簽的實(shí)際平面位置；提供一個(gè)與無源射頻電子標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫信息描述，以便在找到這個(gè)無源射頻電子標(biāo)簽的時(shí)候，能從數(shù)據(jù)庫中檢索得到對該標(biāo)簽所指向的管道特征的全面描述信息。
該方法具體為首先在隱蔽物體埋設(shè)可以獲得定位信息的無源射頻電子標(biāo)簽，再設(shè)置一個(gè)可以移動(dòng)的并且能夠測量電子標(biāo)簽返回電磁波場強(qiáng)的電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備和一個(gè)存放著相關(guān)電子標(biāo)簽所表述信息的數(shù)據(jù)庫；其中，無源射頻電子標(biāo)簽包含高強(qiáng)度非金屬材料封裝的電子標(biāo)簽芯片，接收天線，電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備包括閱讀器和天線；無源射頻電子標(biāo)簽的電子標(biāo)簽芯片通過天線接收電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備發(fā)射的電磁波，從中獲取工作電源和標(biāo)簽序列號閱讀請求指令，并通過線圈將芯片的唯一或特定標(biāo)識號信息發(fā)送到電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備，電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備拾獲無源射頻電子標(biāo)簽發(fā)出的信息后，通過數(shù)據(jù)庫解析其標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號，并測量返回電磁波的信號場強(qiáng)，取場強(qiáng)最大的位置確定為隱蔽物體的所在位置。
埋設(shè)可以獲得定位信息的無源射頻電子標(biāo)簽的方法為在隱蔽物體為中心點(diǎn)的一條線段的兩端埋設(shè)兩個(gè)電子標(biāo)簽，由電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備和數(shù)據(jù)庫確定兩點(diǎn)間的中心點(diǎn)為隱蔽物體的埋設(shè)點(diǎn)。確定隱蔽物體的所在位置是在隱蔽物體上方地面的同一水平面內(nèi)，選取不在同一直線上的三個(gè)或者三個(gè)以上位置，記錄同一個(gè)標(biāo)識的電子標(biāo)簽返回的射頻信號的場強(qiáng)，從而得到該電子標(biāo)簽在地平面的位置。通過數(shù)據(jù)庫解析其標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號是根據(jù)電子標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號，從電子標(biāo)簽描述數(shù)據(jù)庫中獲得該標(biāo)簽所有信息，并且通過該信息描述的地質(zhì)條件對位置進(jìn)行修正。將移動(dòng)的電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備架設(shè)在移動(dòng)車輛上，對隱蔽物體標(biāo)識的電子標(biāo)簽連續(xù)掃描，以確定標(biāo)簽位置。
有益效果無源射頻電子標(biāo)簽為非接觸的，其工作不受環(huán)境影響，可以獲得穩(wěn)定可靠的工作特性。并且由于其物理壽命較長，因此可以提供長期的位置標(biāo)識服務(wù)。采用測量電子標(biāo)簽返回的信號場強(qiáng)的方法，能快速獲得所標(biāo)識的位置信息；也可以通過三點(diǎn)位置精確定位方式，獲得高可靠的位置信息；在不易放置標(biāo)簽的位置也可以通過兩點(diǎn)間接定位的方式獲得位置信息。通過以上這些方法，可解決使用常規(guī)標(biāo)志的弊端。以便在找到這個(gè)無源射頻電子標(biāo)簽的時(shí)候，能從數(shù)據(jù)庫中檢索得到對該標(biāo)簽所指向的管道特征的全面描述信息。


圖1是隱蔽物體的位置獲取系統(tǒng)的示意圖。
以上的圖中有無源射頻電子標(biāo)簽1、電子標(biāo)簽芯片11、接收天線12，電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備2、閱讀器21、天線22，數(shù)據(jù)庫3。
具體實(shí)施例方式
在隱蔽物體與地面的垂線上，與管道等隱蔽物體一起埋設(shè)一個(gè)射頻無源射頻電子標(biāo)簽1(RFID)，該標(biāo)簽的外殼采用高強(qiáng)度非金屬材料(如高強(qiáng)度工程塑料)加以保護(hù)，能經(jīng)受一定的壓力，使得在地表路面碾壓過程中不至于受到損壞。無源射頻電子標(biāo)簽的埋設(shè)要求是在管道所要標(biāo)識處的朝向地表面位置，或者較為接近地面的位置(視射頻信號穿透能力而定)，與管道一起埋設(shè)。
在該標(biāo)簽對應(yīng)的地表大致位置架設(shè)一個(gè)可移動(dòng)的，并且可以測量無源射頻電子標(biāo)簽返回電磁波場強(qiáng)的無源射頻電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備2，向填埋地下的射頻無源射頻電子標(biāo)簽發(fā)射閱讀請求射頻信號。
在有效區(qū)域內(nèi)，無源射頻電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備2通過閱讀器天線22發(fā)射的射頻信號被無源射頻電子標(biāo)簽1的接收天線12接收后，電子標(biāo)簽芯片11經(jīng)校驗(yàn)后，通過天線12在返回頻率上發(fā)射一個(gè)返回消息。
在附近地表任意位置選取三個(gè)或三個(gè)以上，不在同一直線，且在同一水平面上的測量點(diǎn)，閱讀器21接收到這個(gè)信息后，通過數(shù)據(jù)庫3解析出該標(biāo)簽的唯一或特定標(biāo)識號，同時(shí)通過場強(qiáng)測量電路檢測返回的電磁波的場強(qiáng)。數(shù)據(jù)庫3可放置在電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備，介質(zhì)形式可為電子文檔，或紙質(zhì)。
根據(jù)該唯一或特定標(biāo)識，可以在無源射頻電子標(biāo)簽描述數(shù)據(jù)庫3中找到相關(guān)的無源射頻電子標(biāo)簽的描述及所處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，當(dāng)在一個(gè)均勻的地質(zhì)條件下，系統(tǒng)可以根據(jù)場強(qiáng)直接以場強(qiáng)最大值位置判斷隱蔽物體的位置；當(dāng)需要精確定位時(shí)，可選取不在同一直線上的三個(gè)或者三個(gè)以上位置，記錄同一個(gè)標(biāo)識的電子標(biāo)簽返回的射頻信號的場強(qiáng)，定位隱蔽物體的平面位置。當(dāng)選擇的測量點(diǎn)不在同一地質(zhì)條件下，則可以根據(jù)不同的信號衰減率和無源射頻電子標(biāo)簽的距離，對測量結(jié)果進(jìn)行修正。
作為系統(tǒng)的改進(jìn)，為了避免在挖掘過程中造成無源射頻電子標(biāo)簽的損壞，可在所要標(biāo)識的隱蔽物體的附近同一水平面上埋設(shè)兩個(gè)或多個(gè)無源射頻電子標(biāo)簽。作為一個(gè)特例，在同一隱蔽物體為中心點(diǎn)的一條線段的兩端分別埋設(shè)兩個(gè)無源射頻電子標(biāo)簽，確定兩點(diǎn)間的中心點(diǎn)為隱蔽物體的特征值。
為了進(jìn)一步方便操作，可以將移動(dòng)的無源射頻電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備2架設(shè)在移動(dòng)車輛上，一個(gè)方向上的位置變化由車輛的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可以操作該閱讀設(shè)備的橫向移動(dòng)，以完全實(shí)現(xiàn)測量的要求。
1.快速直接定位根據(jù)測量電子標(biāo)簽返回的電磁波的信號場強(qiáng)，根據(jù)場強(qiáng)最大值可確定與表面垂線的位置為隱蔽物體所在位置，根據(jù)電子標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號，從電子標(biāo)簽描述數(shù)據(jù)庫中獲得該標(biāo)簽所有信息；2.三點(diǎn)精確定位在隱蔽物體上方地面的同一水平面內(nèi)，選取不在同一直線上的三個(gè)或者三個(gè)以上位置，記錄同一個(gè)標(biāo)識的電子標(biāo)簽返回的射頻信號的場強(qiáng)，從而得到該電子標(biāo)簽在地平面的位置。根據(jù)電子標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號，從電子標(biāo)簽描述數(shù)據(jù)庫中獲得該標(biāo)簽所有信息，并且通過該信息描述的地質(zhì)條件對位置進(jìn)行修正。
3.兩點(diǎn)間接定位為解決隱蔽物體上方無法直接放置無源射頻電子標(biāo)簽時(shí)，可以隱蔽物體為中心點(diǎn)的一條線段的兩端埋設(shè)兩個(gè)電子標(biāo)簽，由電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備和數(shù)據(jù)庫確定兩點(diǎn)間的中心點(diǎn)為隱蔽物體的埋設(shè)點(diǎn)。
電子標(biāo)簽芯片11、天線12采用豐泰瑞達(dá)公司900M射頻標(biāo)簽(內(nèi)置天線)，閱讀器21、天線22采用豐泰瑞達(dá)公司900M射頻標(biāo)簽閱讀器(內(nèi)置天線)，數(shù)據(jù)庫3采用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫或其他產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種隱蔽物體的快速定位方法，其特征在于該方法首先在隱蔽物體埋設(shè)可以獲得定位信息的無源射頻電子標(biāo)簽(1)，再設(shè)置一個(gè)可以移動(dòng)的并且能夠測量電子標(biāo)簽返回電磁波場強(qiáng)的電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)和一個(gè)存放著相關(guān)電子標(biāo)簽所表述信息的數(shù)據(jù)庫(3)；其中，無源射頻電子標(biāo)簽(1)包含高強(qiáng)度非金屬材料封裝的電子標(biāo)簽芯片(11)，接收天線(12)，電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)包括閱讀器(21)和天線(22)；無源射頻電子標(biāo)簽(1)的電子標(biāo)簽芯片(11)通過天線(12)接收電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)發(fā)射的電磁波，從中獲取工作電源和標(biāo)簽序列號閱讀請求指令，并通過線圈(12)將芯片(11)的唯一或特定標(biāo)識號信息發(fā)送到電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)，電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)拾獲無源射頻電子標(biāo)簽(1)發(fā)出的信息后，通過數(shù)據(jù)庫(3)解析其標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號，并測量返回電磁波的信號場強(qiáng)，取場強(qiáng)最大的位置確定為隱蔽物體的所在位置。
2.如權(quán)利要求1所述的隱蔽物體的快速定位方法，其特征在于埋設(shè)可以獲得定位信息的無源射頻電子標(biāo)簽(1)的方法為在隱蔽物體為中心點(diǎn)的一條線段的兩端埋設(shè)兩個(gè)電子標(biāo)簽(1)，由電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)和數(shù)據(jù)庫(3)確定兩點(diǎn)間的中心點(diǎn)為隱蔽物體的埋設(shè)點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的隱蔽物體的快速定位方法，其特征在于確定隱蔽物體的所在位置是在隱蔽物體上方地面的同一水平面內(nèi)，選取不在同一直線上的三個(gè)或者三個(gè)以上位置，記錄同一個(gè)標(biāo)識的電子標(biāo)簽返回的射頻信號的場強(qiáng)，從而得到該電子標(biāo)簽在地平面的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的隱蔽物體的快速定位方法，其特征在于通過數(shù)據(jù)庫(3)解析其標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號是根據(jù)電子標(biāo)簽唯一或特定標(biāo)識號，從電子標(biāo)簽描述數(shù)據(jù)庫中獲得該標(biāo)簽所有信息，并且通過該信息描述的地質(zhì)條件對位置進(jìn)行修正。
5.如權(quán)利要求1所述的隱蔽物體的快速定位方法，其特征在于將移動(dòng)的電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)架設(shè)在移動(dòng)車輛上，對隱蔽物體標(biāo)識的電子標(biāo)簽連續(xù)掃描，以確定標(biāo)簽位置。
全文摘要
隱蔽物體的快速定位的方法涉及一種采用無源射頻電子標(biāo)簽(RFID)的無線通訊標(biāo)識作為無源射頻電子標(biāo)簽和電子標(biāo)簽的讀取設(shè)備，實(shí)現(xiàn)被隱蔽物體的快速定位方法，該方法首先在隱蔽物體埋設(shè)可以獲得定位信息的無源射頻電子標(biāo)簽(1)，再設(shè)置一個(gè)可以移動(dòng)的并且能夠測量電子標(biāo)簽返回電磁波場強(qiáng)的電子標(biāo)簽閱讀設(shè)備(2)和一個(gè)存放著相關(guān)電子標(biāo)簽所表述信息的數(shù)據(jù)庫(3)；根據(jù)電子標(biāo)簽返回的射頻信號的場強(qiáng)最大值快速獲得隱蔽物體的位置；或者，在隱蔽物體上方地面的同一水平面內(nèi)，選取不在同一直線上的三個(gè)或者三個(gè)以上位置，記錄同一個(gè)標(biāo)識的電子標(biāo)簽返回的射頻信號的場強(qiáng)，從而得到該電子標(biāo)簽在精確的位置；或者，在隱蔽物體為中心點(diǎn)的一條線段的兩端的電子標(biāo)簽獲得隱蔽物體的位置。
文檔編號G01S1/08GK101079095SQ20071002298
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者齊曉武, 潘文偉 申請人:無錫晶堯科技有限公司