2005年8月Katrina颶風(fēng)襲擊新奧爾良后，救援小組人員迅速進(jìn)入該地區(qū)進(jìn)行援救。在救援過程中他們頻繁地在建筑物上書寫代碼來將重要信息傳達(dá)給之后到達(dá)的救援小組，或幫助那些在廢墟中分不清方向的人意識到他們已經(jīng)到達(dá)了一個特殊地帶，例如，代碼會反映出建筑物是危險還是安全及建筑中有沒有碎石。 

      德國黑森林地區(qū)研究人員已經(jīng)利用射頻識別技術(shù)研發(fā)出了這一譯碼系統(tǒng)。他們的由射頻識別技術(shù)支持的城市搜索救援理念以機(jī)器人和人類在災(zāi)區(qū)合作劃定受災(zāi)區(qū)域及向指揮中心傳送信息為特點(diǎn)。 

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 救援小組利用裝有射頻讀取天線的機(jī)器人來勾畫區(qū)域圖。天線安裝的方向與地面平行以此來讀取嵌入的標(biāo)簽。 

      位于Breisgau的 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg公司研究員Alexander Kleiner說：“他像螞蟻一樣工作?！盇lexander Kleiner曾寫過一篇關(guān)于利用射頻識別技術(shù)為機(jī)器人及人類搜索救援工作繪圖的論文?！拔浵仌粝潞圹E，以方便同伴們根據(jù)氣味得知它們偵察到了一個特定的區(qū)域”。這個項目是由大學(xué)及德國研究基金會贊助的，其目標(biāo)是創(chuàng)造一個利用人力及機(jī)器人高效勾畫災(zāi)區(qū)范圍的系統(tǒng)，以加快救援過程從而拯救生命。 

      例如，災(zāi)后，救援人員和機(jī)器人能夠聯(lián)合起來在已經(jīng)接受了檢查的建筑上裝上射頻標(biāo)簽并將主要信息寫在標(biāo)簽上。這樣一來，其他救援組能夠僅僅通過用電腦讀取標(biāo)簽來辨別特殊建筑的情況或得到接下來該如何進(jìn)行援救的建議。此外，由于多個救援小組和機(jī)器人通過不同的道路到達(dá)并讀取標(biāo)簽，他們所得出的數(shù)據(jù)能夠被聯(lián)合起來計算出標(biāo)簽的位置并為總指揮部勾畫出一個全面的地圖以備使用。這一點(diǎn)是十分重要的，例如如果鄰近的建筑物由加固混凝土蓋成，那么它將阻礙衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號的讀取。 

      去年，Kleiner和他的同事們在大學(xué)校園利用無源射頻標(biāo)簽測試了這一利用機(jī)器人和人力的系統(tǒng)。在2008年初，研究人員只用機(jī)器人做了一次測試，這次測試應(yīng)用的是有源標(biāo)簽。 

無源射頻繪圖試驗(yàn) 

      第一次試驗(yàn)應(yīng)用了Tagsys的Ario13.56兆赫的無源射頻標(biāo)簽和Medio S002讀取器。這次試驗(yàn)于2007年4月在Freiburg由六人研究小組進(jìn)行。每一個成員都裝備了一個電子指南針，一個電子步數(shù)計和一副手套。這些裝備由TZI Bremen研發(fā)并利用了內(nèi)置的無線射頻讀取器。 

      裝置全部與每一個救援小組成員攜帶的小型筆記本式電腦相連。在實(shí)驗(yàn)過程中，工作人員負(fù)責(zé)探索九千米（5.6英里）的城市地區(qū)。城區(qū)主要由高達(dá)六層的居民樓構(gòu)成。他們利用基本航海技術(shù)中的航位推測法，以之前確定的方位為基礎(chǔ)進(jìn)行現(xiàn)所在位置的推測并根據(jù)行進(jìn)速度、時間及路線來估計即將到達(dá)的方位。用此方法推算出的地點(diǎn)與實(shí)際地點(diǎn)只有大約70米的誤差。通過讀取他們之前在十字路口處建筑上放置的嵌入在可粘型標(biāo)簽內(nèi)的20射頻標(biāo)簽，并將該信息與通過航位推測法收集的信息相結(jié)合，救援小組能夠計算出他們目前的位置，并且誤差只有10米（33英尺）。但是，Kleiner說，由于估計中誤差的存在，繪出高質(zhì)量的地圖還是很困難的。人們在整個救援過程中要爬梯子，走斜坡或奔跑。  

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在一次測試中，參與者帶著裝有射頻讀取器的手套 

      “如果你使用無源標(biāo)簽，你就只能在非常接近標(biāo)簽的情況下才能收集到信息?！盞leiner說“因此，無源標(biāo)簽只能幫助救援人員得知他們是否到達(dá)了一個特定地點(diǎn)。航位推測法能夠給出對于行走軌跡的最初猜測。但是，你行走的路程越長，它產(chǎn)生的誤差就越大。通過利用射頻識別技術(shù)來辨別行走者什么時候在走環(huán)形，這一系統(tǒng)能夠?qū)⒄麄€追蹤過程進(jìn)行繪圖。從數(shù)學(xué)上講，實(shí)現(xiàn)對于射頻標(biāo)簽的第二次讀取是很困難的。運(yùn)算法則則會將軌跡重組以便適用于所有再次被訪問的地點(diǎn)?！彼f，這一程序被稱為同步定位繪圖(SLAM)。該程序?qū)崿F(xiàn)了射頻識別數(shù)據(jù)與方位估計的結(jié)合。 

      除此之外，參與者還持有全球定位設(shè)備。通過全球定位系統(tǒng)收集的地點(diǎn)數(shù)據(jù)來檢測地圖。 

      于2007年八月進(jìn)行的另一項試驗(yàn)中，救援人員與機(jī)器人利用射頻識別技術(shù)聯(lián)合繪制了地圖來加強(qiáng)航位推測法的估計結(jié)果。機(jī)器人上安裝了指南針、軸距里程表及射頻讀取器。射頻讀取器的天線與地面平行，這樣一來讀取器就能在行進(jìn)過程中讀取地面上的標(biāo)簽。機(jī)器人及工作人員都探索大約900平方米（2953平方英尺）的地區(qū)并讀取之前嵌入在地面中的10無源射頻標(biāo)簽。他們能夠?qū)⒑轿煌茰y法的估計結(jié)果從對人150米（492英尺）、對機(jī)器人50米（164英尺）的誤差減小到對人對機(jī)器均5米（16英尺）的程度。除此之外，研究人員還在地下室中測試了這一設(shè)備對無序分布的射頻標(biāo)簽的讀取情況。 

應(yīng)用有源射頻傳感器 

      Freiburg大學(xué)的微系統(tǒng)工程系按照ZigBee要求的規(guī)格研發(fā)出了無線傳感器節(jié)點(diǎn)，以便其進(jìn)行對有源射頻識別技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。這種傳感器測量空氣壓力、溫度及天線方向?！皞鞲衅鞴?jié)點(diǎn)中裝有兩個加速器來測量重力以便測定天線的方向。”Kleiner說?！斑@樣一來，傳感器能夠探測到天線方向什么時候不準(zhǔn)——例如在天線翻倒的時候。” 

      在實(shí)驗(yàn)中，九個帶有傳感器的有源射頻標(biāo)簽被安裝在室外的交通路標(biāo)上，標(biāo)簽的方位被固定。四個駛?cè)朐摰貐^(qū)的機(jī)器人，一個接一個地讀取標(biāo)簽并為其他機(jī)器人留下讀取的信息。所有這些數(shù)據(jù)都被收集并加工制圖。 

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Kleiner的救援小組利用放置在建筑物上或嵌入在地面中的無源高頻標(biāo)簽。 

       通過利用從其他機(jī)器人處獲得的信息，Kleiner說，機(jī)器人個體與其自身單獨(dú)進(jìn)行探索相比，能夠提高繪圖準(zhǔn)確度，誤差幅度為2米（6.6英尺）?！澳隳軌蛳胂笠幌虑闆r：第一的機(jī)器人駛過并通過航位推測法及射頻探測進(jìn)行電腦繪圖”他解釋道“通過這種方法繪圖要比單純使用航位推測法準(zhǔn)確的多。繪制過的地圖會被儲存在附近每一個射頻標(biāo)簽中。然后，第二個機(jī)器人通過這一地區(qū)并重復(fù)第一個機(jī)器人所做的。但是，它也會從之前的機(jī)器人處讀取到信息并繪制出更為精確的地圖?！?nbsp;

      機(jī)器人在距標(biāo)簽30米處（98英尺）探測到有源射頻信號并繪制出誤差為1米(3.3英尺)的地圖。“這樣一來，準(zhǔn)確性就主要取決于對機(jī)器人與射頻標(biāo)簽之間距離估計的準(zhǔn)確度上，這由信號的強(qiáng)度決定” Kleiner說。 

      “我們從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)簽所處的環(huán)境及排列的方式很大程度上影響信號通路的衰退。所以，為了根據(jù)信號的強(qiáng)度估計出可靠的距離，這些參數(shù)都要被提前預(yù)測出來。”Kleiner說“將該技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中將會更為困難，因?yàn)樾盘枙晃矬w或墻壁反射回來并使信號沿著不同的路徑進(jìn)行傳播。這種情況被稱為‘多路經(jīng)傳播’問題”。但是他也指出，如果事先能夠了解室內(nèi)環(huán)境的三維構(gòu)造，那么射頻識別系統(tǒng)也是可以實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)應(yīng)用的。機(jī)器人能夠在預(yù)知建筑模型構(gòu)造的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對建筑中人的定位。 

      目前各大公司開始對這一觀念感興趣，Kleiner說，而且他希望得到歐聯(lián)盟的贊助支持，因?yàn)樗睦L圖系統(tǒng)還能夠通過由機(jī)器人組檢測核裝置來實(shí)現(xiàn)保障安全的作用。 

      “我確定每一個研究同步定位繪圖方法的人都會認(rèn)識到射頻識別技術(shù)，從實(shí)用角度來講，是最有前途的解決方案?！彼f：“因?yàn)榇蠖鄶?shù)對于同步定位繪圖方法的設(shè)想目前還沒有在災(zāi)難中得到應(yīng)用。照相機(jī)并不能幫助救援小組，因?yàn)樗麄儾荒艽┩笩熿F。全球定位系統(tǒng)在衛(wèi)星信號被鋼筋混凝土建筑阻擋后會完全失去作用。而且目前三維激光測量技術(shù)價格也過于昂貴。