抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法技术

本发明专利技术提供一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法，包括：获取物体标签的信号强度（RSS）原始数据；对原始RSS数据的预处理；以及根据预处理后的RSS来粗略估计抽屉内物体标签在读写器移动方向轴上的位置。其中：获取标签原始数据的方法是沿着平行于抽屉前板的方向等间隔的移动读写器天线，天线在不同位置来获取抽屉内标签的原始RSS数据；然后对原始RSS数据滤波进行处理；最后根据天线在不同位置时接收的标签RSS估计出物体标签的位置。本发明专利技术提供的基于读写器天线移动方向轴的粗定位方法能够在非视距的情况下粗略估计出物体标签的位置。

Rough positioning method of the object label in the drawer in the direction axis of the reader

【技术实现步骤摘要】
抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法
本专利技术涉及物联网技术中的自动识别领域，特别涉及一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法。
技术介绍
射频识别(RadioFrequencyIdentification)技术利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID系统主要由读写器、以及标签组成。阅读器是可以将标签中的信息读出，或是将需要存储的信息写入标签的读/写装置，是RFID系统的信息控制与处理中心。标签由耦合元件及芯片组成，每一个RFID标签都具有唯一的电子编码(EPC)，可附着在物体上标识目标对象。在物联网飞速发展的时代，RFID技术可以广泛应用于各个领域，其中定位技术是RFID的重要研究领域。RFID定位方法与传统的无线定位方法类似，一般通过测量射频信号的收发时延，信号强度，相位等参数，估计待定位标签的位置。RFID的主要定位方法分为测距以及非测距两种。测距法：对于已知位置的读写器天线与待定位标签的距离，可以通过测量射频信号的物理参数间接推算出来，主要包括：信号强度(RSSI)、到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、相位(POA)等。TOA和TDOA的测量精度对定位精度有较大影响，由于信号传输速度快，时间测量上的很小误差在计算拒绝时都会引起较大误差，所以这种方法要求信号的发送端与接收端有高精度高同步的时钟，实际应用中成本较高，误差也大。POA虽然具有较高的精度，但是相位本身具有周期性，无法根据相位直接映射出阅读器与待定位目标的距离。非测距法：非测距式的RFID定位方法是基于场景分析的，其原理是对特定的场景进行定位时，用量化参数来描述场景信息，形成场景的信息地图，通过匹配待定位对象与信息地图的特征属性，求出待定位对象的位置。非测距式RFID定位通常选择RSS作为场景特征参数，一般是基于指纹定位法和参考标签法，具体算法包括质心算法、K近邻(KNN)算法、贝叶斯算法、支持向量机(SVM)算法等。参考标签法需要部署大量的参考标签，尤其在标签密度较大的环境中，标签之间的耦合也会影响定位精度，指纹定位法虽然不需要布置大量的参考标签，但是需要线下训练，且在线上定位阶段需要保证定位场景不改变。抽屉内物体标签的定位场景较小，考虑到标签密度对定位精度的影响，参考标签法不适用；同样地，指纹定位法也不符合实际应用，因为需要考虑许多种线下场景。对于测距法来说，由于距离以及相对方位的不确定，无法有效确定方位。因此，针对现有的定位方法，有必要提出一种原理简单，能够保证较好定位精度，通过差值判定进行相应的改进，并据此提出基于读写器移动的抽屉内标签的粗定位方法。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法。本专利技术提供了一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法，包括：S1、获取抽屉内所有物体标签的原始接收信号强度(RSS)数据，其中：S11、读写器天线放置在抽屉前板的前方且保证天线平面平行于抽屉前板，等间距的移动天线至不同位置并记录下此时的天线位置坐标；S12、天线在每一个位置时，读写器的发射信号功率保持不变，天线在一定时间内持续盘讯抽屉内的所有标签，并记录下每个标签返回的一组RSS原始数据集。S2、对RSS原始数据进行滤波处理，对于一组RSS原始数据，首先需要通过hampel法剔除异常数据，然后将剩余的RSS数据取平均，得到一个RSS值；这个值即为滤波后的RSS值。S3、根据不同位置获取的RSS数据来估计标签的大致位置，其中：S31、找到RSS序列中最大的RSS值；S32、根据RSS序列中最大值左右相邻RSS值之间的差距判断是否需要进行位置矫正。进一步地，所述步骤S32可以包括：对于某个标签的RSS序列，将序列中最大值左右相邻的两个RSS值相减，差值的绝对值如果小于预设的阈值，那么认为读取最大RSS值的天线位置即是标签的估计位置；若差值的绝对值大于阈值，则标签的估计位置是在天线位置的基础上进行一定矫正得到的，其中，如果左边的相邻RSS值较大，则估计位置在天线位置的基础上向左偏移一个移动间距；如果右边的相邻RSS值较大，则估计位置在天线位置的基础上向右偏移一个移动间距。本专利技术采用的抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法，利用不同天线位置时天线读取的标签RSS值，为每个标签建立了一个RSS序列，再利用序列中的RSS最大值对应的天线位置并结合位置矫正，得出标签在读写器移动方向轴上的位置。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1示出了根据专利技术一实施方式的方法流程示意图；图2示出了根据专利技术一实施方式的实验场景示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当本专利技术称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。针对现有技术存在的问题以及在实际程序测试中得到的结果，本专利技术提供了一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法。本专利技术提供了一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法，分为三个阶段。前两个阶段是采集RSS数据以及对RSS数据的预处理，第三个阶段是对RSS数据的分析以得出物品标签的定位结果。下面列出三个阶段的实施步骤。如图1所示，对抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法进行实施，具体流程如下：(1)建立坐标系如图2所示，根据抽屉的内部结构建立坐标系，其中X轴沿着抽屉的短边，Y轴沿着抽屉的长边，抽屉的左下角设为坐标系原点O。(2)读写器天线的位置部署如图2所示，读写器天线放置在抽屉前，天线平面平行于抽屉前板且与抽屉前板的距离保持在3cm，读写器天线以2cm为固定间隔沿着X轴移动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法，其特征在于，包括：/nS1、获取抽屉内所有物体标签的接收信号强度(RSS)原始数据，其中：/nS11、读写器天线放置在抽屉前板的前方且保证天线平面平行于抽屉前板，等间距的移动天线至不同位置并记录下此时的天线位置坐标；/nS12、天线在每一个位置时，读写器的发射信号功率保持不变，天线在一定时间内持续盘讯抽屉内的所有标签，并记录下每个标签返回的一组RSS原始数据集。/nS2、对RSS原始数据进行滤波处理，对于一组RSS原始数据，首先需要通过hampel法剔除异常数据，然后将剩余的RSS数据取平均，得到一个RSS值；这个值即为滤波后的RSS值。；/nS3、根据不同位置获取的RSS数据来估计标签的大致位置，其中：/nS31、找到RSS序列中最大的RSS值；/nS32、根据RSS序列中最大值左右相邻RSS值之间的差距判断是否需要进行位置矫正。/n

【技术特征摘要】
1.一种抽屉内物品标签在读写器移动方向轴的粗定位方法，其特征在于，包括：
S1、获取抽屉内所有物体标签的接收信号强度(RSS)原始数据，其中：
S11、读写器天线放置在抽屉前板的前方且保证天线平面平行于抽屉前板，等间距的移动天线至不同位置并记录下此时的天线位置坐标；
S12、天线在每一个位置时，读写器的发射信号功率保持不变，天线在一定时间内持续盘讯抽屉内的所有标签，并记录下每个标签返回的一组RSS原始数据集。
S2、对RSS原始数据进行滤波处理，对于一组RSS原始数据，首先需要通过hampel法剔除异常数据，然后将剩余的RSS数据取平均，得到一个RSS值；这个值即为滤波后的RSS值。；
S3、根据不同位置获取的RSS数据来估计标签的大致位...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂林卿，王盛阳，肖甫，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32