一种基于相位差校正的RFID定位方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于相位差校正的RFID定位方法和装置，通过依据RFID标签间的间距以及干扰角建立的相位差校正模型对RFID标签的相位差矢量进行校正，减少不同RFID标签间相位干扰的影响，提高kNN定位算法的准确性，使RFID标签的定位更准确。

A RFID Location Method and Device Based on Phase Difference Correction

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位差校正的RFID定位方法和装置
本专利技术涉及数据处理
，特别是一种基于相位差校正的RFID定位方法和装置。
技术介绍
RFID(RadioFrequencyIdentification)技术，即射频识别技术。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，具有读取率高和操作快捷方便等特点；被广泛应用于被广泛应用于物流仓储、资产管理和人员管理等各个领域。RFID技术中，采用正弦波作为载波信号，根据信号的相位差可以反映信号在整个传输过程中的时延，根据该原理诞生了基于相位差的RFID室内定位。然而，实际应用中邻近的RFID标签之间会产生耦合效应导致相位测量值的偏移，从而影响实际精度。因此，需要对RFID标签间相位干扰的影响因素进行校正。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于相位差校正的RFID定位方法和装置，能校正RFID标签间相位干扰，提高定位的准确性。本专利技术的第一方面提供了一种基于相位差校正的RFID定位方法，包括：获取M个阅读器在同一时间周期内发送向N个目标定位标签的第一相位差矢量集合TPn和发送向P个参考标签的第二相位差矢量集合RPp；通过相位差校正模型校正P个参考标签的第二相位差矢量集合RPp得到第三相位差矢量集合RPCp；结合第一相位差矢量集合TPn和第三相位差矢量集合RPCp利用kNN算法得到N个目标定位标签的坐标；其中，所述通过相位差校正模型校正P个参考标签的第二相位差矢量集合RPmp得到第三相位差矢量集合RPCp，包括：获取干扰角矢量：选定一个参考标签作为基础标签以及选定另一个参考标签作为辅助标签，并得到基础标签的干扰角矢量和辅助标签的干扰角矢量计算相位偏移矢量：输入和至所述相位差校正模型分别得到所述基础标签的相位偏移矢量ZA和所述辅助标签的相位偏移矢量ZB；计算第三相位差矢量：根据RPCi＝RPi+ZA-ZB，i∈(1，P)得到校正后的第三相位差矢量RPCi；重复获取干扰角矢量、计算相位偏移矢量和计算第三相位差矢量步骤得到P个参考标签的第三相位差矢量集合RPCp；第i个目标定位标签到每个阅读器的第一相位差矢量为第j个参考坐标到每个阅读器的第二相位差矢量为第k个参考坐标到每个阅读器的第三相位差矢量为所述相位差校正模型为式中，a、b、a1、a2、b1、b2、c1和c2为常量系数；d为基础标签和辅助标签的间距。进一步，一种基于相位差校正的RFID定位方法还包括：系统初始化：设定阅读器的数量M、目标定位标签的数量N、参考标签的数量P、阅读器的坐标和参考标签的坐标。进一步，所述结合第一相位差矢量集合TPn和第三相位差矢量集合RPcp利用kNN算法得到N个目标定位标签的坐标具体为：计算相位差欧式距离矢量：根据计算得到第i个目标定位标签到第j个参考坐标的相位差欧式距离；权重赋值：选择k个相位差欧式距离最小的参考标签并根据相位差欧式距离赋予不同的权重其中计算目标定位标签坐标：根据计算得到目标定位标签的坐标(xi,yi)；重复计算相位差欧式距离矢量步骤、权重赋值步骤和计算目标定位标签坐标步骤，得到N个目标定位标签的坐标。本专利技术的第二方面提供了一种基于相位差校正的RFID定位装置，包括：相位差获取模块，用于获取M个阅读器在同一时间周期内发送向N个目标定位标签的第一相位差矢量集合TPn和发送向P个参考标签的第二相位差矢量集合RPp；校正模块，用于通过相位差校正模型校正P个参考标签的第二相位差矢量集合RPp得到第三相位差矢量集合RPcp；坐标计算模块，用于结合第一相位差矢量集合TPn和第三相位差矢量集合RPcp利用kNN算法得到N个目标定位标签的坐标；其中，校正模块包括：干扰角矢量获取模块，用于选定一个参考标签作为基础标签以及选定另一个参考标签作为辅助标签，并得到基础标签的干扰角矢量和辅助标签的干扰角矢量相位偏移矢量计算模块，用于输入和至所述相位差校正模型分别得到所述基础标签的相位偏移矢量ZA和所述辅助标签的相位偏移矢量ZB；第三相位差矢量计算模块，用于根据RPCi＝RPi+ZA-ZB，i∈(1，P)得到校正后的第三相位差矢量RPCi；其中，所述相位差校正模型为式中，a、b、a1、a2、b1、b2、c1和c2为常量系数；d为基础标签和辅助标签的间距。进一步，一种RFID定位装置，还包括：系统初始化模块，用于设定阅读器的数量M、目标定位标签的数量N、参考标签的数量P、阅读器的坐标和参考标签的坐标。进一步，所述坐标计算模块包括:相位差欧式距离矢量计算模块，用于根据计算得到第i个目标定位标签到第j个参考坐标的相位差欧式距离；权重赋值模块，用于选择k个相位差欧式距离最小的参考标签并根据相位差欧式距离赋予不同的权重其中坐标计算子模块，用于根据计算得到目标定位标签的坐标(xi,yi)。进一步，一种基于相位差校正的RFID定位装置，还包括至少两个RFID电子标签和至少两个阅读器。具体地，所述阅读器为UHF-RFID阅读器。本专利技术的第三方面提供了一种基于相位差校正的RFID定位装置，包括处理器以及与所述处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行如本专利技术第一方面所述的RFID定位方法。有益效果是：通过依据RFID标签间的间距以及干扰角建立的相位差校正模型对RFID标签的相位差矢量进行校正，减少不同RFID标签间相位干扰的影响，提高kNN定位算法的准确性，使RFID标签的定位更准确。附图说明下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例一种基于相位差校正的RFID定位方法的流程图；图2是图1中步骤S300的具体流程图；图3是图1中步骤S400的具体流程图；图4是干扰角的示意图；图5是本专利技术实施例一种基于相位差校正的RFID定位装置的结构图；图6是相位差校正模型的三维坐标图；图7是基于相位差校正的RFID定位方法与无采用相位差校正模型的RFID定位方法的误差对比图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相位差校正的RFID定位方法，其特征在于，包括：获取M个阅读器在同一时间周期内发送向N个目标定位标签的第一相位差矢量集合TP

【技术特征摘要】
1.一种基于相位差校正的RFID定位方法，其特征在于，包括：获取M个阅读器在同一时间周期内发送向N个目标定位标签的第一相位差矢量集合TPn和发送向P个参考标签的第二相位差矢量集合RPp；通过相位差校正模型校正P个参考标签的第二相位差矢量集合RPp得到第三相位差矢量集合RPCp；结合第一相位差矢量集合TPn和第三相位差矢量集合RPCp利用kNN算法得到N个目标定位标签的坐标；所述通过相位差校正模型校正P个参考标签的第二相位差矢量集合RPmp得到第三相位差矢量集合RPCp，包括：获取干扰角矢量：选定一个参考标签作为基础标签以及选定另一个参考标签作为辅助标签，并得到基础标签的干扰角矢量和辅助标签的干扰角矢量计算相位偏移矢量：输入基础标签的干扰角矢量和辅助标签的干扰角矢量至所述相位差校正模型分别得到所述基础标签的相位偏移矢量ZA和所述辅助标签的相位偏移矢量ZB；计算第三相位差矢量：根据RPCi＝RPi+ZA-ZB，i∈(1，P)得到校正后的第三相位差矢量RPCi；重复获取干扰角矢量、计算相位偏移矢量和计算第三相位差矢量步骤得到P个参考标签的第三相位差矢量集合RPCp；其中，第i个参考坐标到每个阅读器的第二相位差矢量为RPi＝(RPi1,RPi2,...,RPiM)，i∈(1，P)，第i个参考坐标到每个阅读器的第三相位差矢量为RPci＝(RPci1,RPci2,...,RPciM)，i∈(1，P)；所述相位差校正模型为式中，a、b、a1、a2、b1、b2、c1和c2为常量系数；d为基础标签和辅助标签的间距。2.根据权利要求1所述的一种基于相位差校正的RFID定位方法，其特征在于，还包括：系统初始化：设定阅读器的数量M、目标定位标签的数量N、参考标签的数量P、阅读器的坐标和参考标签的坐标。3.根据权利要求1所述的一种基于相位差校正的RFID定位方法，其特征在于，所述结合第一相位差矢量集合TPn和第三相位差矢量集合RPCp利用kNN算法得到N个目标定位标签的坐标具体为：计算相位差欧式距离矢量：根据计算得到第i个目标定位标签到第j个参考坐标的相位差欧式距离，其中第i个目标定位标签的第一相位差矢量为TPi＝(TPi1,TPi2,TPi3,...,TPiM)；权重赋值：选择k个相位差欧式距离最小的参考标签并根据相位差欧式距离赋予不同的权重其中计算目标定位标签坐标：根据计算得到第i个目标定位标签的坐标(xi,yi)；重复计算相位差欧式距离矢量步骤、权重赋值步骤和计算目标定位标签坐标步骤，得到N个目标定位标签的坐标。4.一种基于相位差校正的RFID定位装置，其特征在于，包括：相位差获...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭洪舟，陈熙衡，曾衍瀚，王嘉奇，方魏，
申请(专利权)人：佛山市顺德区中山大学研究院，广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44