Dettaglio Caso d'Uso

Metodo di radiolocalizzazione in ambiente indoor con tecnologia UHF-RFID passiva

Un Socio ARTES 4.0 descrive in dettaglio un sistema per automatizzare l'inventario e disporre di informazioni di tracking in tempo reale attraverso la tecnologia UHF-RFID passiva.

 Tecnologie Abilitanti:

Internet Of Things

Tecnologia abilitante: 

• Internet of things/Sensori, attuatori, trasmettitori, tag, embedded system (Hardware); 
• Robotica e Intelligenza artificiale/ Robotizzazione di processo; I
• ntelligenza artificiale/Pattern recognition, signal processing; 
• Integrazione verticale e orizzontale/Tracciabilità, Logistica 4.0;

Settore industriale: Manifattura;

Cliente target: Aziende che sviluppano sistemi di inventario automatizzato mediante robot o droni. Aziende che sviluppano sistemi per la localizzazione di prodotti/asset in ambienti indoor (magazzini industriali, negozi, linee di produzione). Aziende che sviluppano sistemi RFID (tag, reader, antenne). Integratori di sistemi di identificazione automatica. Aziende che sviluppano sistemi di sorting e instradamento bagagli/pacchi.

Problema affrontato: In ambienti indoor (magazzini o siti industriali) non è possibile localizzare oggetti con sistemi di radiolocalizzazione GNSS (Galileo, GPS, ecc.), in quanto il segnale satellitare è fortemente attenuato dalle pareti degli edifici. E soluzioni che utilizzano beacon attivi (UWB, BLE, WiFi) non sono ideali per la tracciabilità di grandi quantità di oggetti a causa della necessità di manutenzione delle batterie e dei costi dei nodi mobili/fissi.

Soluzione tecnica proposta: In questo ambito, l’utilizzo di transponder RFID "passivi" in banda UHF da attaccare agli oggetti da tracciare rappresenta una valida alternativa: alta precisione di localizzazione, costi bassissimi (pochi cent per tag di tipo inlay). Inoltre, spesso i prodotti sono già equipaggiati con tag RFID per identificazione automatica nelle fasi di carico/scarico merci o per l’automatizzazione delle operazioni di inventario. 

Per questo l’implementazione di algoritmi di processing del segnale re-irradiato da ciascun tag consente di aggiungere alla funzione di identificazione da remoto anche quella di localizzazione e tracking, pur utilizzando dispositivi commerciali (COTS).

Sfruttando onde radio nella banda UHF, quando il reader invia un segnale di interrogazione, tutti i tag nelle immediate vicinanze (fino a 8-10 m) trasmettono (modulated backscattering) il proprio identificativo attraverso un protocollo standardizzato a livello internazionale. 

La soluzione brevettata dall'Università di Pisa combina l'informazione di fase con un movimento reciproco tra tag e antenna del reader. In presenza di un numero sufficientemente elevato di risposte ricevute dal medesimo tag, il metodo di localizzazione consente di ottenere errori di localizzazione inferiore a 10 cm, anche in presenza di multipath, indipendentemente dalla specifica tipologia di tag utilizzato, e senza richiedere HW specifico.

Unicità della soluzione: La soluzione brevettata dall'Università di Pisa e denominata SARFID (EP2533173A1), combina l'informazione della fase del segnale reirradiato dal tag con un movimento reciproco tra tag e antenna del reader. In presenza di un numero sufficientemente elevato di risposte ricevute dal tag (almeno una decina), il metodo proposto consente di ottenere errori di localizzazione medi inferiore a 10 cm, anche in presenza di multipath, indipendentemente dalla specifica tipologia di tag utilizzato, e senza richiedere HW specifico. Il metodo funziona indipendentemente dalla forma del percorso seguito dal tag (reader) rispetto al reader (tag). 

L'Università di Pisa ha anche presentato un’altra domanda di brevetto per un metodo che combina SARFID con i dati provenienti da sensori di una piattaforma IMU, per la localizzazione di robot e carrelli trasportatori.

Keywords: Inventario automatizzato, tecnologia UHF-RFID, radiolocalizzazione in ambienti indoor, magazzini automatizzati, auto-localizzazione di robot, identificazione-localizzazione automatica

Claims:. Metodo per la auto-localizzazione di robot mediante beacon passivi RFID. 

Fonte: Università di Pisa

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