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关键词： RFID   人体骨架   交互行为   多模态匹配  

摘要： 是概括视频的主要内容的重要形式,也提高视频检索效率的有力手段。然而现有的工作对视频中人-物交互行为关注较少,或者只能提取到人的动作信息,缺乏对交互行为中物体身份信息的表达,这极大限制了视频摘要表达的信息的有用性,大大降低了对快速视频浏览和检索的帮助。无线射频识别为多目标感知开辟了新的思路,也为视频摘要生成提供了更丰富的信息。本文提出了一种基于RFID和视频融合的人-物交互日志生成方法。论文研究内容和贡献包括以下三个方面:首先,探究了人-物交互行为对RFID信号的影响,通过比较静态环境和动态环境下、不同交互行为发生环境下RFID信号的变化,发现RFID信号相位对环境敏感、信号特征与交互行为类别高度相关,并且同类交互行为信号特征相对稳定的特点,为使用RFID信号感知交互行为并生成交互日志提供了可行性。其次,分别处理两种模态的信号。将原始RFID相位信号经过分割提取动作片段,在预处理后将相位数据作为原始特征输入到射频识别神经网络Rf＿Net得到交互行为类别;从视频信号中提取人体骨架坐标序列,将骨架坐标序列作为特征输入到骨架行为识别网络Ske＿Net得到交互行为类别。最后,在真实场景下采集数据,构建数据集,使用本文中提出的网络训练模型和预测。用训练好的模型测试数据并用基于时间同步性的多模态信息匹配算法实现信息匹配,生成交互日志,共同描述人-物交互行为。利用Rf＿Net和Ske＿Net实现交互行为识别的测试集准确率均在97%以上,多模态匹配算法行为匹配的准确率在96%以上,匹配时间误差在100毫秒以内。实验结果表明,本文提出的多模态匹配算法具有较高的准确率和鲁棒性。

关键词： Robots   Antennas   Antenna measurements   Location awareness   Phase measurement   Three-dimensional displays   Trajectory   RFID   localization   linear optimization   SAR   phase unwrapping   confidence evaluation   robotics   SLAM  

摘要： In this paper, we propose a prototype method for fast and accurate 3D localization of RFID-tagged items by a mobile robot. The robot performs Simultaneous Localization of its own pose and Mapping of the surrounding environment (SLAM). It is equipped with RFID readers and antennas placed at different heights, collecting phase-measurements by all tags. Thanks to the self-localization property of the robot, a synthetic aperture is created for each tag. In this paper, we have manipulated the set of phase-measurements, combined with the known poses of the robot to craft an overdetermined system of linear equations which pinpoints the location of the tag. The linearity of the system preserves that localization is achieved rapidly. The problem is solved for any arbitrary movement of the robot and extended in three dimensions. The proposed method is experimentally compared against the state-of-the-art in SAR-based RFID localization. It is the fastest and the most accurate, when the robot moves along straight-paths. Its accuracy slightly worsens, when the robot moves along non-straight paths, while preserving its exceptionally small running-time. It can be applied in real-time 3D localization problems, demonstrating mean 3D accuracy below 20 cm.

关键词： RFID定位   移动端系统   停车引导  

摘要： 近年来随着人们生活水平的逐渐提高,私家车越来越普及,给人们的出行带来了一定的便利,但汽车数量的增长与停车位之间的矛盾也在不断激化。通过对停车场管理系统分析,普遍存在停车场车位信息更新不及时、车辆的定位引导效率较低等问题,为帮助广大车主方便快捷的停车,本文设计开发了一套基于RFID定位的停车场智能移动端系统,主要工作和研究内容如下: (1)针对传统LANDMARC算法在停车场定位过程中获得参考标签RSSI值波动较大导致定位偏差的问题,提出了改进的LANDMARC算法。首先对每个参考位置进行信号采集,采用高斯平均滤波对采集的数据样本进行滤波处理,选出4个邻近标签求解未知点位置,以此实现车辆定位。实验结果表明,该算法在大型停车场定位中具有快速定位的效果。 (2)针对传统AOA算法在停车场定位过程中受到多径效应影响由此带来定位误判的问题,提出了改进的AOA算法。在定位之前首先对读写器进行分组,设定一个阈值过滤不可靠的位置,通过引入质心定位求解未知点位置。实验结果表明,该算法在中型停车场定位中具有较好的定位精度。 (3)针对传统TOA算法在停车场定位过程中由于时钟误差影响导致存在多个估计位置的问题,提出了改进的TOA算法。首先对传统TOA算法公式进行优化,然后对多个估计位置采用最小二乘运算,选出误差最小的估计位置作为最优解。实验结果表明,该算法在小型停车场定位中具有较好的定位性能。 (4)基于RFID定位的停车场智能移动端系统的设计与实现,从停车场智能移动端系统设计目标出发,采用Ok Http框架和java技术,利用数据访问服务和接口技术,设计实现了基于RFID定位的停车场智能移动端系统。能够实现查看指定地点停车位路径、停车场车位空置情况、现场停车引导、逆向寻车等功能,达到了快速、高效、智能停车的目的。

关键词： duty cycle   InFlux   localization   RFID   tracking  

摘要： Precise localization is considered one of the most salient features of Industry 4.0 manufacturing facilities. For this reason, multiple solutions have already been proposed. The method presented in this paper entails the use of double-band radio and optical technologies for near-real-time location tracking and remote reporting, with a final tracking accuracy of 0.5 meters. To preserve low-energy operations, the system infrastructure part is deployed on passive radio-frequency identification (RFID) tags, whereas the part installed on tracked assets implements energy-saving mechanisms. The system was deployed in an automotive production plant which allowed us to draw practical remarks on such aspects as the separation of onboard Ultra High Frequency (UHF) antennas;proper electromagnetic isolation of radio modules to prevent signal blocking;the placement and mechanical securing of RFID tags on the floor;as well as how to implement procedures to decrease the duty cycle, allowing for a trade-off between system sensitivity and energetic efficiency.

关键词： Radio frequency waves   Nonlinear lines   Chipless RFID tags  

摘要： Im Rahmen der Logistik besteht eine steigende Nachfrage, Gegenstände eindeutig zu identifizieren, um damit eine akkurate Gegenstandsverfolgung ermöglichen zu können. Dazu wird eine Identifikation mittels Radiowellen (engl. „Radio Frequency Identification“ kurz: RFID) angestrebt. Um dies flächendeckend einsetzen zu können, werden allerdings günstige und mechanisch flexible RFID-Etiketten benötigt, welche in jeglicher Umgebung funktionieren und auf beliebigen Substraten, wie bspw. Papier oder Kleidung aufgetragen werden können. Daher können die RFID-Etiketten keinen Chip enthalten, da diese starr sind und in Bezug auf niedrige Kosten einen Flaschenhals darstellen. Diese Arbeit fokussiert sich auf chiplose RFID-Etiketten, in welche ein nichtlineares Bauelement für die Raumechounterdrückung, und somit für ein klar detektierbares Signal sorgt. Dabei wird eine druckbare Diode vorgestellt und modelliert. Sie stellt eine verteilte Diode, zusammengestellt aus vielen einzelnen Elementardioden, dar, welche ebenfalls mechanische flexibel ist. Aufgrund der besonderen Natur der verteilten Barrierenhöhe der Diode ergeben sich Eigenschaften, welche vorteilhaft in RFID-Etiketten genutzt werden können. In dieser Arbeit werden folglich zwei Merkmale genauer untersucht. Zum einen wird eine möglichst hohe Generierung von harmonischen Frequenzanteilen angestrebt und es wird die Abhängigkeit zu der verteilten Barrierenhöhe aufgedeckt. Zum anderen wird die mechanische Flexibilität untersucht, indem ein Schnittstellenskript zwischen einem Simulator für die mechanische Vorformung von Textilien (Stoffsimulator) und einem elektromagnetische Wellen-Simulator entwickelt wird, damit beliebige Verformungen eines Substrates untersucht werden können. Im Detail wird untersucht, wie sich eine elektrische Leitung unter Zerknüllung verhält, um daraus ein analytisches Ersatzschaltbildmodell abzuleiten. Anschließend wird das Modell der Dioden mit dem Ersatzschaltbildmodell der Leitung kombiniert und es wi

摘要： 随着国家技术科技不断发展，通信技术不断进步，RFID（射频识别技术）作为一种无线通信识别技术，可通过无线电通信方式完成目标识别与数据读取，不需要在识别系统与目标之间建立机械或者光学接触，实现数据便捷读取。电子标签不需要单独供能，在进行识别的过程中通过感应读取器发出的电磁场从而获取能量，简单易维护。

关键词： RFID   微带天线   通用阅读器天线   圆极化  

摘要： 现如今,随着无线通信技术的更新迭代,无线射频识别技术（Radio Frequency Identification,RFID）也得到迅速普及,并逐渐取代了传统的识别方式。在RFID的所有应用频段中,超高频（Ultra High Frequency,UHF）频段因其优秀的综合性能得到了大量应用。而作为RFID系统的核心组件之一,阅读器天线的性能决定着整个系统的信息交互能力,因此对高性能的阅读器天线的探究具有重大的现实意义。本文将围绕UHF频段的RFID阅读器天线展开学习,致力于天线的圆极化、宽带化以及通用化研究,从而解决各国RFID UHF频段标准不一致的问题,主要研究成果如下:首先,使用共面波导的馈电方式设计了三款通用圆极化阅读器天线。第一款天线采用反L型的辐射贴片,通过在天线右侧加载三个尺寸不同的矩形接地枝节的方式引入微扰结构,从而改变了天线表面电流,实现了圆极化特性,还激发了多个谐振点,拓展了带宽。该款天线的工作频率范围为690-2050MHz,在770MHz到1260MHz频段内具备圆极化特性,实物测试结果和仿真结果之间基本吻合。第二款天线则是将辐射贴片设计为类似反T型的结构,天线右侧的槽口以及地板上的接地枝节,为天线引入了合适的微扰结构,使得天线能够圆极化工作。该天线在770-1180MHz的频段范围内S11参数小于-10d B,在810-1310MHz频段内轴比参数值小于3-d B。第三款天线则采用了带有偏心馈电结构的T型辐射贴片,通过对地板进行切割处理缩减了体积,并将馈线两侧的地板设计为不对称结构使得更易于产生电流相位差,从而满足圆极化要求。该款天线对应的工作频带范围为780-1240MHz,轴比频带范围从839MHz到1010MHz,频带内具有平稳的增益和良好的方向辐射特性。这三款天线都可应用于全球UHF频段的RFID系统中。然后,设计了一款采用微带线馈电的通用圆极化阅读器缝隙天线。将馈电结构偏心设置,加强了辐射贴片和左侧地板之间的耦合作用,进而改善了天线的阻抗匹配特性。此外,通过在地板上开槽和引入T型枝节的方式使天线获得了良好的圆极化性能表现。该天线获得了410MHz（710-1120MHz）的回波损耗带宽和220MHz（820-1040MHz）的圆极化带宽,频带内最大增益达到3.5d Bic,其尺寸仅为100×100×0.8mm3,能够满足全球的UHF RFID系统的应用需求。

关键词： Adiabatic logic   antenna   collision-avoidance   low-power   radio-frequency identification (RFID)  

摘要： A low power, small form factor, and collision-avoiding radio-frequency identification (RFID) tag is proposed. By applying complementary pass-transistor adiabatic logic (CPAL) and a two-phase clock, not only the required power of operation is lowered but also large capacitors necessary for stable operation are eliminated, which leads to a reduced chip size. Additionally, the external antenna used is inductively connected instead of solder bonded, which contributes to a lower-assembly cost. A collision-avoidance system exploiting counter and bit shift is also proposed. Results show the proposed RFID is capable of communication twice as far as the one using conventional adiabatic logic with one-eighth of the reader's transmission power, as well as having the whole chip downsized by 94%. It is also confirmed that collisions between three tags are avoided thanks to the collision-avoidance system.

关键词： 情景感知技术   无源RFID   多普勒频移   步速测量   呼吸速率监测  

摘要： 情景感知技术是目前研究的前沿和热点。其中的技术包括室内人员检测与定位、人员动作状态识别和人员生命体征监测等技术。在诸多技术中,无源射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术具有低维护、低成本、易于部署等优点,非常适合应用于情景感知技术,因此成为了目前研究的热点。目前,基于RFID的情景感知技术多使用信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)或相位进行情景感知,然而商用RFID设备提供的RSSI分辨率不够进行更加细致的情景感知,相位要求目标在两个测量时间内运动路程小于电磁波的半波长,这限制了它们的使用。本文分析了RFID环境中的多普勒频移现象,并和传统RFID情景感知技术的RSSI和相位进行了对比,总结了使用多普勒频移的优势。目前,在RFID场景下进行速度测量研究主要集中于高速运动物体的速度测量研究,对低速物体或人员运动速度测量的研究相对较少。本文提出了一种基于多普勒频移的步速测量算法,通过在目标身上放置标签,利用多普勒频移对目标的位置进行监测的同时监测其运动的瞬时速度和平均速度。为了消除RFID环境下噪声对信号的影响,算法使用卡尔曼滤波进行了噪声去除,实验表明,卡尔曼滤波可以减弱噪声的影响。同时,我们的算法可以有效的计算出人员运动的速度且相对误差在4%左右。本文针对RFID场景下运动目标的呼吸速率监测问题提出了一种基于多普勒频移的运动目标呼吸速率监测算法。将一对标签贴在人员前胸处和后背处,利用胸背部标签之间的距离改变量来进行呼吸速率的测量。常见的呼吸速率测量系统使用相位和到达角估计的方法来进行距离的测量,我们的系统使用多普勒频移作为参数,利用正弦定理进行数学建模。实验表明,我们的系统提升了运动目标呼吸速率监测的精度。

关键词： 轨道物流传输系统   RFID   A*算法   路径规划  

摘要： 近年来,随着经济的飞速发展和高新科技的不断创新及应用,以及新冠肺炎病毒反复无常肆虐全球,疫情的防控和患者康复治疗变得常态化,对于医院的智能化和病毒防治的精细化提出了更高的要求。国内很大一部分医院中运送医疗物品的方式主要靠人力和电梯来完成,该方式存在运输效率低、交叉感染风险大、安全性低等诸多弊端,因此智能化的轨道物流传输系统存在广阔的市场需求,对于医院轨道物流传输系统的效率和成本研究仍需不断深入。本文是在现有相关研究成果的基础上,对轨道物流传输路径规划和监控系统进行了研究。首先,对轨道物流传输系统中设备的功能需求进行研究,针对系统中的通信方式和定位识别关键性问题,设计了CAN总线和Wi Fi无线通信相结合的通信方案,并确定了RFID的小车定位识别方法。对电子地图建模两种不同的方法进行对比,采用了符合课题的拓扑图方式对整体样机系统进行了建模。针对轨道物流传输系统核心部分中的路径规划算法,经过测试对比后选择了A*算法,并运用Flex Sim仿真软件对算法适用性进行了验证。在静态路径算法的基础上,对多车动态调度的冲突问题进行了分析,并针对不同类型的冲突提出了相应的解决策略,结合时间窗原理设计相应的计算规则,提出了基于时间窗的动态路径规划方案。然后根据传输系统的设计方案,完成了系统的硬件选型和软件实现,包括轨道小车控制模块、转轨器控制模块、站点控制器模块和上位机监控模块四个部分。通过搭建的轨道物流传输系统实验平台,完成了传输系统中轨道小车和转轨器的性能测试,并对传输系统的调度和监控功能进行了验证。说明本课题设计的轨道物流传输系统满足了设计初衷,对轨道物流传输系统的后续研究具有一定意义。最后,总结了本文的工作内容和不足之处,并对轨道物流传输系统的未来发展趋势进行了展望。