南京航空航天大学韩宇获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种采用声表面波标签的三维定位与识别系统及其方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115099276B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210781791.0,技术领域涉及:G06F18/10;该发明授权一种采用声表面波标签的三维定位与识别系统及其方法是由韩宇;陈智军;曾庆化;王春涛;徐君设计研发完成,并于2022-07-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种采用声表面波标签的三维定位与识别系统及其方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种采用声表面波标签的三维定位与识别系统及其方法。阅读器包括四个天线,并且采用发射模块产生的载波信号作为接收模块的本振信号。定位与识别前,标定各标签回波信号相位差与强度的拟合曲线。对阅读器测得的回波信号时延取平均,识别出标签的编码,然后根据回波信号相位、强度,通过在拟合曲线上插值的方式获得无模糊相位差,并由此获取各阅读器天线到标签的距离,最后在设计四个阅读器天线摆放位置的基础上,通过三角形余弦公式、线段投影和三边定位算法获得标签的三维坐标。本发明的特点是可避免距离以外的其它因素对回波信号相位的影响,只需一套阅读器即可实现三维定位与识别功能,并且提出的三维定位方法简单易行、精度高。
本发明授权一种采用声表面波标签的三维定位与识别系统及其方法在权利要求书中公布了:1.一种采用声表面波标签的三维定位与识别系统,由声表面波标签和阅读器构成,其特征在于:所述阅读器包括四个性能指标完全相同的全向型天线,分别为第一阅读器天线、第二阅读器天线、第三阅读器天线、第四阅读器天线;其中,第一阅读器天线、第二阅读器天线、第三阅读器天线均置于与定位坐标系的z轴垂直,且与原点O距离为z0的同一个平面上;第四阅读器天线与第一阅读器天线的距离为d,且该两个阅读器天线所在位置的连线与定位坐标系的z轴平行; 所述声表面波标签为双频双通道单端延迟线型结构,包括压电基底、第一叉指换能器、第二叉指换能器、第一反射栅、第二反射栅、标签天线;其中,所述第一叉指换能器、第一反射栅沉积在压电基底的上半部分,构成声表面波的第一传播通道;第二叉指换能器、第二反射栅沉积在压电基底的下半部分,构成声表面波的第二传播通道;两个传播通道的叉指换能器孔径、反射栅孔径均相等,两个传播通道之间彼此独立;通过设计第一叉指换能器的指条宽度和第一反射栅的栅条宽度,使第一传播通道的中心频率f1为842.5MHz;通过设计第二叉指换能器的指条宽度和第二反射栅的栅条宽度,使第二传播通道的中心频率f2为922.5MHz;所述第一叉指换能器、第二叉指换能器沉积在压电基底左侧,二者通过并联的方式与标签天线连接;所述标签天线为双频全向天线,涵盖840~845MHz、920~925MHz两个频段;所述第一反射栅到第一叉指换能器的中心距L1与第二反射栅到第二叉指换能器的中心距L2满足L1L2=f2f1的比例关系,其特征在于:不同编码的声表面波标签具有各不相同的L1、L2值;根据反射栅的不同位置对应回波脉冲的不同时延,对声表面波标签进行编码;按照声表面波标签上第二反射栅与第二叉指换能器之间的距离由近到远的顺序,各个声表面波标签的编码值分别为1、2、…、n; 所述阅读器包括发射模块、信号链路选择模块、接收模块、信号处理模块、第一阅读器天线、第二阅读器天线、第三阅读器天线以及第四阅读器天线; 所述发射模块由信号源、一分二功分器、单刀单掷开关组成; 所述信号链路选择模块由单刀三掷开关和单刀四掷开关组成; 所述接收模块由第一射频前端、第二射频前端、单刀双掷开关、IQ解调器、第一中频滤波与放大电路、第二中频滤波与放大电路、第一ADC、第二ADC组成; 所述信号处理模块由MCU组成; 所述一分二功分器的输入端口与信号源连接,其中一个输出端口与单刀单掷开关的输入端口连接,另一个输出端口与IQ解调器的本振输入端连接; 所述单刀三掷开关的第一端口与单刀四掷开关的第一端口连接,单刀三掷开关的第二端口与单刀单掷开关的输出端口连接,单刀三掷开关的第三端口与第一射频前端的输入端口连接,单刀三掷开关的第四端口与第二射频前端的输入端口连接; 所述单刀四掷开关的第二端口与第一阅读器天线连接,单刀四掷开关的第三端口与第二阅读器天线连接,单刀四掷开关的第四端口与第三阅读器天线连接,单刀四掷开关的第五端口与第四阅读器天线连接; 所述单刀双掷开关的第一端口与IQ解调器的信号输入端连接,单刀双掷开关的第二端口与第一射频前端的输出端口连接,单刀双掷开关的第三端口与第二射频前端的输出端口连接; 所述IQ解调器的两个输出端分别与第一中频滤波与放大电路、第二中频滤波与放大电路的输入端连接,第一中频滤波与放大电路、第二中频滤波与放大电路的输出端分别与第一ADC、第二ADC的输入端连接,第一ADC、第二ADC的输出端均与MCU连接。
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