实现确定安全标签位置的方法的电子商品防盗系统

摘要

用于检测EAS安全标签(112)的位置的系统(100)和方法(600)。该方法涉及：确定由EAS安全标签生成并且在第一基座(102a)处接收的响应信号的第一幅度，以及在第二基座(102b)处接收的响应信号的第二幅度；处理第一幅度和第二幅度以确定EAS安全标签是位于第一或第二基座的指定距离范围内、EAS检测系统的检测区域内还是EAS检测系统的后场内；当确定EAS安全标签位于第一/第二基座的指定距离范围或者EAS检测系统的检测区域内时，发布警报；以及当确定EAS安全标签位于EAS检测系统的后场内时，阻止发布警报。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电子商品防盗(“EAS”)系统。更具体地，本发明涉及实现用于确定安全标签相对于其收发器基座的位置的方法的EAS系统。

背景技术

电子商品防盗(EAS)系统一般包括：询问天线，用于将电磁信号发送到询问区域内；标记，以一些已知的电磁方式对询问信号作出响应；天线，用于检测标记的响应；信号分析器，用于评估由检测天线产生的信号；以及警报器，指示询问区域中有标记存在。于是，警报器可以是根据设施的属性来启动一个或多个适宜的响应的基础。典型地，询问区域在设施(诸如零售店)的出口附近，并且标记可以被附接于商品，诸如销售物品或库存物品。

一种类型的EAS系统利用声磁(AM)标记。在美国专利No.4510489和No.4510490中描述了AM EAS检测系统的总体操作，其公开内容通过引用并入本文中。通过布置在出口处的基座来检测AM EAS检测系统中的标记一直特别关注于仅检测基座间隔内的标记。然而，由基座生成的询问场可以扩展到所意图的检测区域之外。例如，第一基座将一般地包括指向位于第一基座和第二基座之间的检测区域的主天线场。当在第一基座处施加激励器信号时，第一基座将生成足够强度的电磁场以激励检测区域内的标记。类似地，第二基座将一般地包括天线，该天线具有指向检测区域(并且朝向第一基座)的主天线场。在第二基座处施加的激励器信号也将生成足够强度的电磁场以激励检测区域内的标记。当在检测区域中激励了标记标签时，标记标签将生成电磁信号，通常可以通过在与第一基座和第二基座关联的天线处接收信号来检测该电磁信号。

通常希望将全部电磁能量从每个基座排他地导向两个基座之间的检测区域。但是，实际上，某一部分电磁能量将会在其他方向上辐射。例如，包含于EAS基座内的天线通常包括在一般与主场的方向相反的方向上延伸的后场天线瓣(“后场”)。已知，存在于与第一或第二基座相关联的天线的后场内的标记可能发射响应信号，并且产生非期望的警报。

过去已经实现了用于消除由后场引起的警报的几种技术。一种方法涉及按照使后场的实际范围最小化的方式来配置每个基座内的天线。其它解决方案可以涉及从传统的双收发器基座改变为TX基座/RX基座系统、交替的TX/RX模式以及天线基座的物理屏蔽。另一种方法涉及将视频分析与标记信号相关联。后场问题的理想的解决方案是不以不利的方式改变系统的检测性能的解决方案。例如，虽然只有一个基座发送而另一个基座接收的系统可以减少非期望的警报，但是在这样的系统中必须减小基座间隔以实现所期望的后场减少。

发明内容

本发明涉及实现用于检测EAS相对于EAS检测系统的位置的系统和方法。所述方法包括确定由安全标签生成并且在第一基座处接收的响应信号的第一幅度，以及在与第一基座间隔开的第二基座处接收的响应信号的第二幅度。然后处理第一幅度和第二幅度以确定EAS安全标签是位于第一或第二基座的指定距离范围内、EAS检测系统的检测区域内还是EAS检测系统的后场内。当确定EAS安全标签位于第一或第二基座的指定距离范围或者EAS检测系统的检测区域内时，发布警报。当确定EAS安全标签位于EAS检测系统的后场内时，阻止发布警报。

在一些情况下，所述处理包括：识别第一幅度和第二幅度中哪个具有最高的相对值；并且确定该最高的相对值是否超过第一阈值。当最高的相对值超过第一阈值时，发布警报。选择第一阈值以有助于识别位于基座的指定距离范围内的EAS安全标签。

所述处理还可以包括：计算第一幅度与第二幅度之间的第一比率；并且确定第一比率是否超过第二阈值。当第一比率大于第二阈值时，阻止发布警报。选择第二阈值以有助于识别位于EAS检测系统的后场内的EAS安全标签。

所述处理还可以包括：计算具有最低值的第一幅度或第二幅度与第一基座和第二基座中的相应基座的天线平均噪声幅度之间的第二比率；并且确定第二比率是否小于第三阈值。当第一比率小于第二阈值并且第二比率大于第三阈值时，发布警报。选择第三阈值以有助于检测错误警报条件。

附图说明

将参照下面的附图来描述实施例，在所有附图中相似的标号代表相似的项，在附图中：

图1是EAS检测系统的侧视图。

图2是图1中的EAS检测系统的俯视图，其可用于理解EAS检测系统的EAS检测区域。

图3和4是可用于理解图1的EAS检测系统中使用的天线的主场和后场的图。

图5是可用于理解图1的EAS检测系统中的检测区域的图。

图6是用于确定安全标签相对于图1的EAS检测系统的基座的位置的示例性方法的流程图。

图7是可用于理解由图1的EAS控制器执行的各种计算的示意说明。

图8是可用于理解图1的EAS检测系统中使用的EAS控制器的布置的框图。

具体实施方式

容易理解，在本文中总体描述并且在附图中例示的实施例的组件可以按各式各样不同的配置进行布置和设计。因此，下面对附图中展示的各种实施例进行的更详细的描述并不意图限制本公开的范围，而是仅代表各种实施例。虽然在附图中展示了实施例的各种方面，但附图不必然按比例绘制，除非具体指明。

可以在不背离本发明的精神或基本特征的情况下以其他具体形式来实施本发明。所描述的实施例在所有方面将被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，而非由这一具体实施方式指示。所有落入权利要求的等同物的含义和范围内的改变将被涵盖在权利要求的范畴内。

在整个本说明书中提及特征、优点或类似的语言并不意味着可以利用本发明实现的所有特征和优点在或者应该在本发明的任何单个实施例中。相反地，提及特征和优点的语言被理解为结合实施例所描述的具体特征、优点或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中对特征和优点的讨论以及类似的语言可以但不必然是指相同的实施例。

此外，所描述的本发明的特征、优点和特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。依照本文中的描述，相关领域的技术人员将认可，可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个的情况下实践本发明。在其他情形下，可以认可某些实施例中的附加的特征和优点可以不存在于本发明的所有实施例中。

在本说明书中提及“一个实施例”、“实施例”或类似的语言意指结合所指示的实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个本说明书中的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似的语言可以但不必然都是指相同的实施例。

如本文中使用的，除非上下文另有清楚指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术术语和科学术语具有与本领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。如本文献中使用的，术语“包括”意指“包含，但不限于”。

本发明总体上提供了用于以足够的粒度(granularity)来识别EAS安全标签的大致位置以确定EAS安全标签是位于一对EAS基座之间还是位于“后场”内的一个EAS基座后方的技术。这种想法是使用在相应基座处接收的信号的检测幅度并计算这些检测幅度的比率。该比率指出EAS安全标签是位于EAS基座对之间还是位于一个EAS基座的后方。例如，如果EAS安全标签位于询问区域的中心(即，EAS基座之间的检测区域)，则比率将等于1。相反地，如果EAS安全标签朝一个EAS基座移动，则比率将等于大于1的值。然后，使用比率范围来识别EAS基座之间的询问区域。实际上，本发明提供了一种用于减少具有至少两个收发器基座的EAS检测系统的非期望的警报的方法，其中该至少两个收发器基座之间限定了询问区域(或检测区域)。

注意，本发明的解决方案可以完全以软件来实现。如此，本发明没有给现有的EAS检测系统增加新的硬件或额外成本。另外，本发明还可以容易地移植到旧的EAS检测系统，以相应地增强它们的性能。而且，本发明没有以不利的方式改变EAS检测系统的检测性能。

现在参照图1和2，提供了EAS检测系统100的示例性架构。注意，在本文中依据AMEAS系统来描述本发明。然而，本发明的方法还可以用于其他类型的EAS检测系统，包括使用射频(“RF”)型标签的系统和射频识别(“RFID”)EAS系统。

EAS检测系统100将位于与安全设施(例如，零售店)的入口/出口104相邻的位置。EAS检测系统100使用专门设计的EAS标记标签(“安全标签”)，EAS标记标签被施加于商店商品或者储存在安全设施内的其他物品。在安全设施处可以由被授权的人员去激活或去除安全标签。例如，在零售环境中，可以由商店职员去除安全标签。当EAS检测系统100在接近入口/出口的EAS检测区域108的理想化表示中检测到活动的安全标签112时，EAS检测系统将检测此安全标签的存在并且将发出警报或者生成一些其它合适的EAS响应。因此，EAS检测系统100被布置用于检测和防止未经授权地从受控制区域带走商品或产品。

EAS检测系统100包括一对基座102a、102b，基座102a、102b的位置以已知的距离隔开(例如，在入口/出口104的相对侧)。典型地，基座102a、102b由基底106a、106b稳定和支撑。一般地，每个基座102a、102b将包括适于辅助检测特定的EAS安全标签的一个或多个天线，如本文中描述的。例如，基座102a可以包括至少一个天线302，天线302适于发送或产生电磁激励器信号场并且接收由检测区域108中的安全标签生成的响应信号。在一些实施例中，可以将相同的天线用于接收功能和发送功能两者。类似地，基座102b可以包括至少一个天线402，天线402适于发送或者产生电磁激励器信号场并且接收由检测区域108中的安全标签生成的响应信号。基座102a、102b中设置的天线可以是传统的导电线圈或线环设计，如AM型EAS基座中常用的。在本文中，这些天线有时将被称为激励器线圈。在一些实施例中，可以在每个基座中使用单个天线。单个天线选择性地耦接到EAS接收器。EAS发送器以时分复用的方式来操作。然而，如图1中所示，在每个基座中包括两个天线(或激励器线圈)可以是有益的，其中上部天线位于下部天线上方。

位于基座102a、102b中的天线电气耦接到系统控制器110。系统控制器110控制EAS检测系统100的操作，以执行如本文中描述的EAS功能。系统控制器110可以位于基座102a、102b中的一个的基底106a、106b内，或者可以位于基座附近的位置处的单独的底架内。例如，系统控制器110可以位于顶棚中，顶棚位于基座102a、102b正上方或者与基座102a、102b相邻。

如上所述，EAS检测系统包括AM型EAS检测系统。如此，使用每个天线生成用作安全标签激励器信号的电磁(“EM”)场。安全标签激励器信号使得检测区域108内的安全标签中包含的条带(例如，由磁致伸缩或铁磁非晶金属形成的条带)机械振荡。由于刺激信号，安全标签将由于磁致伸缩的效应而谐振和机械振动。在刺激信号终止之后，该振动将持续短时间。条带的振动使得其磁场变化，这可以在接收器天线中感应出AC信号。该感应出的信号用于指示条带存在于检测区域108内。如上所述，基座102a、102b中包含的相同的天线可以用作发送天线和接收天线二者。因此，基座102a、102b中的每一个中的天线可以在数种不同模式下用于检测安全标签激励器信号。以下将更详细地描述这些模式。

现在参照图3和图4，示出了基座102a、102b中包含的天线302、402的示例性天线场图案300、400。如本领域中已知的，天线辐射图案是给定天线的辐射(或接收)性质随间隔变化而变化的图形表示。天线的性质在操作的发送模式和接收模式下相同。如此，所示出的天线辐射图案可应用于如本文中描述的发送和接收操作二者。图3-4中示出的示例性天线场图案300、400是方位面图案，表示x、y坐标平面中的天线图案。方位图案以极坐标形式表示，并且对于理解发明性布置是充分的。图3-4中示出的方位天线场图案是使天线302、402将以特定的功率水平发送和接收信号的方向可视化的有用方式。

图3中示出的天线场图案300包括峰值在处的主瓣304和峰值在处的后场瓣306。相反地，图4中示出的天线场图案400包括峰值在处的主瓣404和峰值在处的后场瓣406。在EAS检测系统100中，每个基座102a、102b被放置为使得其中所包含的天线的主瓣被引导到检测区域108中。因此，EAS检测系统100中的一对基座102a、102b将在天线场图案300、400中产生重叠，如图5中所示。注意，出于理解本发明的目的，对图5中示出的天线场图案300、400进行了缩放。特别地，图案示出了在其中施加到天线302、402的特定幅度的激励器信号将在EAS安全标签中产生可检测的响应的区域的外边界或限制。然而，应当理解，至少一个天线场图案300、400的界限内的安全标签在被激励器信号刺激时将产生可检测的响应。

图5中的重叠的天线场图案300、400将包括主瓣304、404在其中重叠的区域A。然而，在图5中可以观察到，每个基座的主瓣和与其它基座相关联的后场瓣也可以有一些重叠。例如，可以观察到，在区域B内，主瓣404与后场瓣306重叠。类似地，在区域C内，主瓣304与后场瓣406重叠。基座102a、102b之间的区域A限定了EAS检测区域108，在检测区域108中，活动的安全标签应该使得EAS检测系统100生成警报响应。区域A中的安全标签被与主瓣304、404内的激励器信号相关联的能量刺激，并且将产生在每个天线处可以检测到的响应。由区域A中的安全标签产生的响应在每个天线的主瓣内被检测到并且在系统控制器110中被处理。注意，区域B或C中的安全标签也将被天线302、402激励。这些区域B和C中的安全标签产生的响应信号也将在一个或两个天线处被接收。当基座102a、102b之间的检测区域108内实际上不存在安全标签时，这种条件并不是所期望的，因为它可能在系统控制器110处产生EAS警报。因此，现在将描述可用于确定检测到的安全标签处于检测区域(区域A)内或者后场区域(区域B或区域C)内的方法。本文所描述的过程是有益的，因为它可以简单地通过更新系统控制器110中的软件来在EAS检测系统100中实现，而无需修改与系统关联的任何其它硬件元件。

现在参照图6，提供了用于基于EAS安全标签的检测位置选择性地发布警报的示例性方法600的流程图。方法600总体上描述了发明性算法，该算法比较在天线302、402中采集的安全标签响应的幅度，然后使用该信息来防止由存在于天线的后场瓣306、406内的EAS安全标签引起的非期望的警报。方法600可以至少部分地由系统控制器110实现。

如图6所示，方法600开始于602，并且继续进行604，在604中，监测检测区域(例如，区域A)以确定是否存在活动的EAS安全标签。当由活动的EAS安全标签发送的响应信号被EAS检测系统100的基座102a、102b接收到时，检测到活动的EAS安全标签。如果基座没有检测到活动的EAS安全标签[606：否]，则方法600继续监测检测区域。相反地，如果基座检测到活动的EAS安全标签[606：是]，则方法600继续进行步骤608，在步骤608中，进一步处理在基座102a处接收到的响应信号以确定其幅度AMP_102a。类似地，进一步处理在基座102b处接收到的响应信号以确定其幅度AMP_102b。

接着，在步骤610中，分析幅度AMP_102a和AMP_102b，以识别基座102a或102b中的哪个基座与最高值幅度相关联。在这方面，可以预先以表格形式存储每个幅度，以便与相应的基座相关联。在这种情况下，步骤610涉及：将幅度AMP_102a和AMP_102b相互比较，以确定哪个幅度具有最高值；以及访问表格以获取指定哪个基座与最高值幅度相关联的信息。例如，如果幅度AMP_102a具有最高值，则在步骤610中将会识别出基座102a。相反地，如果幅度AMP_102b具有最高值，则在步骤610中将会识别出基座102b。

当在步骤610中识别出基座时，执行判定步骤612，在判定步骤612中确定最高值幅度(例如，幅度AMP_102a)是否大于第一阈值thr₁。选择第一阈值thr₁使得它小于从位于与相应的基座相距小于N英尺的位置的EAS安全标签发送出的响应信号的幅度AMP_102a或AMP_102b，其中N是在给定范围内的任意数字(例如，0英尺至1.5英尺)。如果最高值幅度(例如，幅度AMP_102a)大于第一阈值thr₁[612：是]，则在步骤614中发布警报。如果最高值幅度(例如，幅度AMP_102a)小于第一阈值thr₁[612：是]，则方法600继续进行步骤616。

在步骤616中，计算两个幅度AMP_102a与AMP_102b之间的第一比率。现在，提供定义第一比率的数学等式(1)。

R₁＝AMP_最高值/AMP_最低值>

其中R₁表示第一比率，AMP_最高值表示具有最高值的幅度(例如，AMP_102a)，而AMP_最低值表示具有最低值的幅度(例如，AMP_102b)。

如果两个幅度AMP_102a和AMP_102b具有相同值，则第一比率R₁等于1。如图7中所示，当EAS安全标签112位于位置700时，它与基座102a、102b的天线302、402的距离相同。在这种情况下，天线302、402观测的与从EAS安全标签112发送的响应信号相关联的能量的量相同。

如果幅度AMP_102a具有高于幅度AMP_102b的值，则第一比率R₁由数学等式(2)定义。

R₁＝AMP_102a/AMP_102b>

因此，第一比率R₁具有大于1的值。如图7中所示，当EAS安全标签112位于位置702时，它更接近基座102a的天线302而非基座102b的天线402。在这种情况下，基座102a的天线302观测的与从位于位置702的EAS安全标签112发送的响应信号相关联的能量的量大于由基座102b的天线402观测的能量。

如果幅度AMP_102b具有高于幅度AMP_102a的值，则第一比率R₁由数学等式(3)定义。

R₁＝AMP_102b/AMP_102a>

因此，第一比率R₁具有大于1的值。如图7中所示，当EAS安全标签112位于位置704时，它更接近基座102b的天线402而非基座102a的天线302。在这种情况下，基座102b的天线402观测的与从位于位置704的EAS安全标签112发送的响应信号相关联的能量的量大于由基座102a的天线302观测的能量。

再次参照图6，方法600继续进行判定步骤618。在步骤618中，确定第一比率R₁是否小于第二阈值thr₂。当第一比率R₁小于第二阈值thr₂时，认为EAS安全标签112处于检测区域108内。当第一比率R₁大于第二阈值thr₂时，认为EAS安全标签112处于后场内。参照图7可以容易地理解这个概念。如图7中所示，当EAS安全标签112被定位于位置706时，幅度AMP_102a具有与EAS安全标签112被定位于位置702时的值相同的值。然而，幅度AMP_102b小于在EAS安全标签112被定位于位置702时所应有的值。实际上，与EAS安全标签112被定位于位置702时相比，当EAS安全标签112被定位于位置706时，第一比率R₁的值较大。与EAS安全标签112被定位于位置704时相比，当EAS安全标签112被定位于位置708时，同样如此。

如图6所示，当第一比率R₁具有指示EAS安全标签112位于后场中的值时，不发布警报。在这方面，当在步骤618中确定第一比率大于第二阈值thr₂时，方法600返回到步骤604，在步骤604中监测检测区域。当第一比率R₁具有指示EAS安全标签112位于检测区域108内的值时，方法600继续进行步骤620-622，以确定是否应当发布警报。

一般执行步骤620以确保某些条件不会导致发布错误警报。参照图7容易理解示例性的错误警报条件。如图7中所示，EAS安全标签112可以位于给定环境中的多个不同位置702-710。该环境具有一定量的噪声。如此，每个基座天线302、402还接收具有幅度AMP_噪声的噪声信号。让我们首先考虑EAS安全标签112位于位置702的情形。如果幅度AMP_102a具有值100，而幅度AMP_噪声具有值50，则第一比率R₁具有值2。现在，让我们考虑EAS安全标签112位于位置710的情形。在这种情况下，基座102a的天线302检测到具有幅度AMP_102a的响应信号。然而，基座102b的天线402没有检测到响应信号，而是检测到了具有幅度AMP_噪声的噪声信号。如果幅度AMP_102a具有值20，并且幅度AMP_噪声具有值10，则第一比率R₁同样具有值2。因而，当EAS安全标签112位于位置710时，可能错误地触发警报。

因此，步骤620-622实现了一种用于检测这样的错误警报条件的方法。在这方面，步骤620涉及计算最低值的幅度与相应的基座天线302或402的平均噪声幅度AMP_平均噪声之间的第二比率R₂。例如，如果在基座102b处接收到的信号(例如，响应信号和/或噪声信号)的幅度具有相对低的值，则使用天线402的平均噪声幅度来计算第二比率R₂。当第二比率R₂大于第三阈值thr₃时，如步骤[622：是]所示，发布警报。当第二比率R₂小于第三阈值thr₃时，方法600返回到步骤604，使得继续监测检测区域。

现在参照图8，提供了可用于理解系统控制器110的布置的框图。系统控制器包括处理器816(诸如微控制器或者中央处理单元(“CPU”))。系统控制器还包括计算机可读储存介质，诸如其上储存有被配置为实现本文中描述的一个或多个方法、过程或功能的指令(例如，软件代码)的一个或多个集合的存储器818。指令(即，计算机软件)可以包括EAS检测模块820以有助于EAS检测和执行基于EAS安全标签的检测到的位置来选择性发布警报的方法，如本文中描述的。在指令执行期间，这些指令还可以完全或至少部分地处于处理器816内。

系统还包括至少一个EAS收发器808，EAS收发器808包括发送器电路810和接收器电路812。发送器电路和接收器电路电气耦接到天线302和天线402。可以提供合适的复用布置以有助于使用单个天线(例如，天线302或402)进行接收和发送操作二者。可以在天线302、402处同时发生发送操作，此后，可以在每个天线处同时发生接收操作以侦听已经被激励的标记标签。替代地，可以如本文中描述地选择性控制发送操作，使得出于执行本文中描述的各种算法的目的，在发送安全标签激励器信号时仅一个天线是活动的。天线302、402可以包括与相对于图1示出和描述的天线类似的上部天线和下部天线。可以通过发送器电路810或处理器816来控制施加到上部天线和下部天线的输入激励器信号，使得上部天线和下部天线根据需要以相位辅助或反相位配置来操作。

系统控制器110的附加组件可以包括通信接口824，通信接口824被配置为有助于从系统控制器110到远程放置的EAS系统服务器的有线和/或无线通信。系统控制器还可以包括：用于定时目的的实时时钟；在EAS检测区域108内检测到活动的EAS安全标签时可以被激活的警报器826(例如，可听警报器、可视警报器或这二者)。电源828向系统控制器110的各种组件提供必要的电力。在图8中省略了从电源到各种系统组件的电气连接，以避免使本发明模糊不清。

本领域的技术人员将理解，图8中例示的系统控制器架构表示可用于本发明的系统架构的一个可能的示例。然而，本发明不限于这一点，并且在任何情况下可以不受限制地使用任何其他合适的架构。包括但不限于专用集成电路、可编程逻辑阵列和其它硬件装置的专用的硬件实现方式可以相似地被构造为实现本文中描述的方法。应该理解，各种发明性实施方式的设备和系统广泛地包括各种电子和计算机系统。一些实施例可以利用在模块之间和模块之中通信的相关控制和数据信号来实现两个或更多个特定的互连硬件模块或装置中的功能，或者作为专用的集成电路的部分。因此，示例性系统可应用于软件、固件和硬件实现方式。

虽然已经针对一个或多个实现方式例示和描述了本发明，但本领域的技术人员在阅读和理解了本说明书和附图后将想到等同的替代形式和修改形式。此外，虽然可能已经针对若干个实现方式中的仅一个公开了本发明的特定特征，但此特征可以与其他实现方式的一个或多个其它特征组合，这对于任何给定的或特定的应用可以是期望的和有利的。因而，因此，本发明的广度和范围不应该受以上描述的实施例中的任何一个限制。相反，应该按照下面的权利要求及其等同物来限定本发明的范围。