一种射频识别定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种射频识别定位方法和装置，能实时精确定位，有效避免信号强度衰减等因素对定位产生的影响。该方法包括:采集样本标签距离三个天线的反馈信号强度，建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库,其中所述三个天线中的每个天线分别对应三维空间的一个坐标轴，且所述三个天线不处于一条直线上；接收到一被测标签距离每一个天线的反馈信号强度；将每一个天线接收到的所述被测标签的反馈信号强度与样本数据库进行匹配，得出所述被测标签与每一个天线的距离估计值；利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值。

【技术实现步骤摘要】
一种射频识别定位方法及装置
本专利技术涉及定位
，具体涉及一种射频识别定位方法及装置。技术背景射频识别(RadioFrequencyIdentification,RFID)定位技术是一种通过无线电信号识别待定目标标签并读写相关数据的技术。射频识别定位主要采取的方法有到达角度定位（AOA），反馈信号强度定位（RSSI），到达时间定位（TOA）、到达时差定位（TDOA）和混合定位方法等。AOA技术需要复杂的天线阵进行测量，而且室内电波传播环境极其复杂，受到严重的多径影响，AOA测量精度很低；TOA以及TDOA技术对定位系统定位设备的要求较高，且定位精度也较低；RSSI技术在室内定位系统中，由于室内环境复杂，信号在室内环境中的非视距(NLOS)传输效应、多径传播效应、信号强度衰减规律等因素都会对包括RSSI定位方法在内的以上定位方法的定位性能产生严重的干扰，影响定位精度。此外，随着仓储管理的完整化、系统化，对仓储物流进行实时、精确的定位以及测速对仓储管理的良好运行起着重要的作用，单纯的对目标进行定位而无法获取速度信息已经无法满足仓储管理的需求。另外，由于RFID阅读器发射功率、作用距离及天线增益的影响，为了达到预期的有效信号覆盖范围，现有的RFID阅读器都采用极化定向天线而非全向天线。极化定向天线在各个方向的增益不尽相同，RSSI测距时容易产生距离模糊。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种射频识别定位方法和装置，能实时精确定位，有效避免信号强度衰减等因素对定位产生的影响。本专利技术实施例提供了一种射频识别定位方法，包括:采集样本标签距离三个天线的反馈信号强度，建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库,其中所述三个天线中的每个天线分别对应三维空间的一个坐标轴，且所述三个天线不处于一条直线上；接收到一被测标签距离每一个天线的反馈信号强度；将每一个天线接收到的所述被测标签的反馈信号强度与样本数据库进行匹配，得出所述被测标签与每一个天线的距离估计值；利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值。其中，所述采集样本标签距离三个天线的反馈信号强度，建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库包括：设置所述三个天线，使得所述三个天线的主瓣方向分别对着所述被测对象运动路线坐标系的X轴、Y轴和Z轴；在所述被测对象运动路线上布置多个所述样本标签，在被测对象上布置至少一个被测标签；所述三个天线向所述样本标签以及所述被测标签发射信号，并接收来自所述样本标签以及所述被测标签的反馈信号；根据所述每个样本标签距每个天线的距离，以及每个天线收到的每个样本标签的反馈信号强度，建立所述样本数据库。其中，所述建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库包括：采用多项式拟合建模得到拟合曲线的方式建立样本数据库。其中，所述得出所述被测标签与每一个天线的距离估计值包括：在所述拟合曲线的每个单调变化区间内，选取反馈信号强度与该被测标签的实测反馈信号强度最接近的样本点的距离值，作为所述被测标签分别距每个天线的距离估计值。其中，所述利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值包括：利用所述被测标签距每一个天线的距离估计值，采用最小二乘法求解矩阵方程，得到所述被测标签的坐标估计值。其中，当所述被测标签与被测对象的相对位置已知时，所述利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值包括：利用所述被测标签距每一个天线的距离估计值以及所述被测标签与被测对象的相对位置，采用最小二乘法求解矩阵方程，得到所述被测标签的坐标估计值。其中，所述利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值进一步包括：求得所述被测标签的坐标估计值距每一个天线的距离值，并将所述距离值与所述被测标签距每一个天线的距离估计值做残差，将残差最小的坐标估计值作为所述被测标签的坐标值。其中，当所述被测对象上仅有一个被测标签时，所述方法进一步包括：将所述被测标签的坐标值作为所述被测对象的坐标值。其中，当所述被测对象上有多个被测标签时，所述方法进一步包括：确认被测对象上每个被测标签的坐标值，利用所述被测对象上所有所述被测标签的坐标值确定所述被测对象的坐标值。其中，当所述被测标签与被测对象之间的相对位置未知时，所述利用所述被测对象上所有所述被测标签的坐标值确定所述被测对象的坐标值包括：将求得的所有被测标签坐标值的平均值作为所述被测对象的坐标值。其中，当被测标签与被测对象之间的相对位置已知时，所述利用所述被测对象上所有所述被测标签的坐标值确定所述被测对象的坐标值包括：利用被测标签与被测对象之间的相对位置得到所述被测对象的坐标值。其中，所述方法进一步包括：利用被测对象两个不同时刻的坐标值求得被测对象的运行速度。其中，当所述两个不同时刻之间的间隔足够小时，所得到的被测对象的运行速度为瞬时速度。其中，包括：数据库模块、获取模块、对比模块以及分析排错模块，且以上模块依次连接；其中，所述数据库模块采集以固定步进布置的样本标签的反馈信号强度，建立样本标签距天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库；所述获取模块获取被测标签的反馈信号强度；所述对比模块将被测标签的反馈信号强度与数据库中的样本数据库进行匹配，得到被测标签的距离估计值；所述分析排错模块利用被测标签的距离估计值求出被测标签的坐标值。本专利技术实施例所提供的射频识别定位方法和装置，首先通过多项式拟合建立样本坐标值数据库，再将实测数据与数据库中的样本比对。有效的避免了室内复杂的信道环境对距离测量所产生的影响。本专利技术实施例所提供的射频识别定位方法和装置充分的考虑了因阅读器采用极化定向天线所带来的对测距定位产生的影响，通过最小距离残差法，有效解决测距定位模糊的问题。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的射频识别定位系统的结构示意图。图2为本专利技术一实施例提供的射频识别定位方法的流程图。图3为本专利技术一实施例提供的射频识别定位方法的拟合曲线示意图。图4为本专利技术一实施例提供的射频识别标签在被测对象上的分布示意图。图5为本专利技术一示例提供的被测对象的定位误差曲线。图6为本专利技术一示例提供的被测对象的测速误差曲线。图7为本专利技术一示例提供的被测对象的正确定位比例示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例所提供的射频识别定位方法，通过采集样本标签的反馈信号强度，建立样本标签距天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库；当接收到被测对象上一被测标签的反馈信号时，将该反馈信号强度与样本数据库中的数据进行匹配，得出该被测标签距天线的距离估计值，再通过所述距离估计值求得该被测标签的坐标估计值，将所述坐标估计值距天线的距离值与所述距离估计值做残差，将残差最小的坐标估计值作为被测标签的坐标值。最后利用被测标签的坐标值确定被测对象的坐标值。在本专利技术一实施例中，通过一个射频识别系统来采集样本标签以及被测标签的反馈信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频识别定位方法，其特征在于，包括:采集样本标签距离三个天线的反馈信号强度，建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库,其中所述三个天线中的每个天线分别对应三维空间的一个坐标轴，且所述三个天线不处于一条直线上；接收到一被测标签距离每一个天线的反馈信号强度；将每一个天线接收到的所述被测标签的反馈信号强度与样本数据库进行匹配，得出所述被测标签与每一个天线的距离估计值；利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值。

【技术特征摘要】
1.一种射频识别定位方法，其特征在于，包括:采集样本标签距离三个天线的反馈信号强度，建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库,其中所述三个天线中的每个天线分别对应三维空间的一个坐标轴，且所述三个天线不处于一条直线上；接收到一被测标签距离每一个天线的反馈信号强度；将每一个天线接收到的所述被测标签的反馈信号强度与样本数据库进行匹配，得出所述被测标签与每一个天线的距离估计值；利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集样本标签距离三个天线的反馈信号强度，建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库包括：设置所述三个天线，使得所述三个天线的主瓣方向分别对着被测对象运动路线坐标系的X轴、Y轴和Z轴；在所述被测对象运动路线上布置多个所述样本标签，在被测对象上布置至少一个被测标签；所述三个天线向所述样本标签以及所述被测标签发射信号，并接收来自所述样本标签以及所述被测标签的反馈信号；根据每个所述样本标签距每个天线的距离，以及每个天线收到的每个样本标签的反馈信号强度，建立所述样本数据库。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述建立样本标签距每个天线的距离与反馈信号强度之间关系的样本数据库包括：采用多项式拟合建模得到拟合曲线的方式建立样本数据库。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述得出所述被测标签与每一个天线的距离估计值包括：在所述拟合曲线的每个单调变化区间内，选取反馈信号强度与该被测标签的实测反馈信号强度最接近的样本点的距离值，作为所述被测标签分别距每个天线的距离估计值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值包括：利用所述被测标签距每一个天线的距离估计值，采用最小二乘法求解矩阵方程，得到所述被测标签的坐标估计值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述被测标签与被测对象的相对位置已知时，所述利用所述被测标签与每一个天线的距离估计值求得所述被测标签的坐标值包括：利用所述被测标签距每一个天线的距离估计值以及所述被测标签与被测对象的相对位置，采用最小二乘法求解矩阵方程，得到所述被测标签的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国，彭天柱，王金龙，
申请(专利权)人：天津中兴智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：