Positioning of Packaged Goods by Tracking Passive RFID Tags

Nowadays, industrial and commercial applications often require systems that can track the position of products, animals and people. There exist diverse positioning systems and techniques, which can however only offer a solution to a limited number of applications, mainly due to the diverse challenges that each application poses. This work provides a solution to detecting the position of packaged goods, for enhancing the level of automation of modern warehousing systems. The herein presented solution is based on commercial passive RFID tags that are commonly fixed on the packaging for product identification. Within this framework, different tracking systems were developed, one for the HF and one for the UHF band respectively. The HF system employ an array of commercial reader antennas to detect the position of the tags within the material flow. The UHF system comprises a novel electronically-steered antenna array to determine the angular position of the tags. The achieved accuracy for both systems meets the requirements of the examined application. The presented systems can assist an industrial manipulator in carrying out a fully automated handling process of the products. Such systems can moreover be employed by mobile robots for navigational purposes and mapping.
  
Aktuelle, industrielle und kommerzielle Anwendungen nutzen Systeme zur Verfolgung der Position von Gütern, Tieren und Menschen. Hierzu existieren verschiedene Lösungen und Methoden, die jedoch aufgrund der verschiedenartigen Herausforderungen nur bei spezifischen Anwendungen verwendet werden können. In dieser Arbeit wird eine Lösung vorgestellt, die es ermöglicht, den Automatisierungsgrad von modernen Intralogistiksystemen, insbesondere im Bereich der Positionserfassung von verpackten Produkten, zu erhöhen. Die aufgezeigte Lösung basiert auf der Nutzung der passiven Transpondertechnologie. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Erfassungssysteme, im HF-Bereich und im UHF-Bereich, entworfen. Das HF-System bestehen aus einem Array kommerziell erhältlicher Leseantennen, welches die Warenbewegung aus der Verfolgung der elektromagnetischen Spuren des Transponders innerhalb dieses Arrays extrahiert. Das UHF-System verwendet eine neuartige, elektronisch steuerbare Antenne, die die Winkelposition des Zieltransponders in Relation zur Leserantenne ermittelt. Die erreichbaren Genauigkeiten bei allen untersuchten Systemen erfüllen umfassend die Anforderungen des untersuchten Prozesses. Die dargestellten Systeme können, in Verbindung mit industriellen Manipulatorsystemen, für ein automatisiertes Produkthandling eingesetzt werden. Darüber hinaus können diese Systeme als Navigations- und Mappingassistenz für z.B. mobile Roboter genutzt werden