一种室内rfid精准定位方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及无线通信【技术领域】，尤其涉及一种室内RFID精准定位方法和装置。所述定位方法，包括：阅读器接收楼宇内测量标签的信号强度信息；基于信号到达角的定位算法AOA得到测量标签的估算位置；基于信号强度测距算法RSSI调整估算位置，获得优化位置；基于预先建立的位置数据库，对优化位置采用模式匹配算法得到最优位置。本发明所述定位方法首先通过AOA算法计算出测量标签的估计位置，进一步通过RSSI算法优化估算位置获得优化位置，基于预先建立的位置数据库，对优化位置采用最匹配定位获得测量标签的精准的最优位置，多种技术结合，提高了定位精度，解决在大型楼宇内的定位问题。
【专利说明】一种室内RFID精准定位方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信【技术领域】，尤其涉及一种室内RFID精准定位方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着移动计算设备的普及与发展，无线定位技术日益受到关注，无线射频识别 (RadioFrequencyIdentification,RFID)是一项利用射频信号通过空间稱合（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 由两个部分组成：具有身份标记（ID号）的RFID标签，以及从标签处读取信息或将信息写 入标签的RFID读写器，RFID系统由于其标签造价低廉，适合于大量部署，在位置定位技术 中具有良好的应用前景。
[0003] 现有的室内RFID定位技术，多为以下两种：一、将无线信号的传播时间或者称为 信号TOA(TimeOfArrival，到达时间）信息，换算成读写器与标签之间的距离，以读写器的 坐标为圆心，以该信号的传播时间所换算出的距离为半径做圆，多个读写器所形成的圆的 交点即为RFID标签的位置。二、根据读写器接收到的信号，获得该信号的信号强度，并根据 该信号强度，采用基于RSSI算法（ReceivedSignalStrengthIndicator,基于信号强度测 距算法），利用无线电波的衰减与传播距离的平方大致成反比的特性，来确定标签的位置。
[0004] 但是，以上两种方法中，由于反射、散射现象的存在，读写器所估计的信息传播时 延包括了直射信号的时延和通过反射或散射所造成的附加时延，且读写器所接收到的信号 能量也因此受到了影响，且易受多径传播以及墙壁反射损耗等影响，从而造成定位的不准 确，只能定位到一个较大的区域。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提出一种室内RFID精准定位方法和装置，通过A0A算法计算出 测量标签的估计位置，进一步通过RSSI算法优化估算位置获得优化位置，基于预先建立的 位置数据库，对优化位置采用最匹配定位获得测量标签的精准的最优位置，多种技术结合， 提_ 了定位精度，解决在大型楼宇内的定位问题。
[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种室内RFID精准定位方法，包括：
[0008] 阅读器接收楼宇内测量标签的信号强度信息；
[0009] 基于信号到达角的定位算法A0A得到测量标签的估算位置；
[0010] 基于信号强度测距算法RSSI调整估算位置，获得优化位置；
[0011] 基于预先建立的位置数据库，对优化位置采用模式匹配算法得到最优位置。
[0012] 其中，在所述阅读器接收楼宇内测量标签的信号强度信息之前，还包括：
[0013] 将楼宇划分为若干个小区域；
[0014] 在每个小区域内设置参考标签并记录参考标签所在的位置；
[0015] 通过阅读器多次测量每个小区域的参考标签发出的信号典型值，并计算出其平均 值；
[0016] 建立并保存关于参考标签位置与信号典型值的平均值的二维函数关系数组的位 置数据库。
[0017] 其中，所述基于信号到达角的定位算法A0A得到测量标签的估算位置，包括：
[0018] 当阅读器个数为两个时，通过交叉法计算出两阅读器确定的测量标签的估算位 置；
[0019] 当阅读器个数大于两个时，通过交叉法分别计算出两两阅读器确定的测量标签的 初始估算位置；对初始估算位置取平均值得到测量标签的估算位置。
[0020] 其中，所述模式匹配算法为概率化方法，所述概率化方法具体为：
[0021] 采用经验公式算出测量标签的优化位置在位置数据库对应的各个小区域中的概 率；
[0022] 基于各个小区域中的概率利用决策树算法得到测量标签的最优位置。
[0023] 其中，所述模式匹配算法为K-最邻近方法，所述K-最邻近方法具体为：
[0024] 基于位置数据库，获得与测量标签的优化位置最接近的K个位置；
[0025] 基于K个位置，采用线性组合的加权方法获得测量标签的最优位置；
[0026] 参考标签的加权因子为
【权利要求】
1. 一种室内RFID精准定位方法，其特征在于，包括： 阅读器接收楼宇内测量标签的信号强度信息； 基于信号到达角的定位算法AOA得到测量标签的估算位置； 基于信号强度测距算法RSSI调整估算位置，获得优化位置； 基于预先建立的位置数据库，对优化位置采用模式匹配算法得到最优位置。
2. 根据权利要求1所述的一种室内RFID精准定位方法，其特征在于，在所述阅读器接 收楼宇内测量标签的信号强度信息之前，还包括： 将楼宇划分为若干个小区域； 在每个小区域内设置参考标签并记录参考标签所在的位置； 通过阅读器多次测量每个小区域的参考标签发出的信号典型值，并计算出其平均值； 建立并保存关于参考标签位置与信号典型值的平均值的二维函数关系数组的位置数 据库。
3. 根据权利要求1所述的一种室内RFID精准定位方法，其特征在于，所述基于信号到 达角的定位算法AOA得到测量标签的估算位置，包括： 当阅读器个数为两个时，通过交叉法计算出两阅读器确定的测量标签的估算位置； 当阅读器个数大于两个时，通过交叉法分别计算出两两阅读器确定的测量标签的初始 估算位置；对初始估算位置取平均值得到测量标签的估算位置。
4. 根据权利要求2所述的一种室内RFID精准定位方法，其特征在于，所述模式匹配算 法为概率化方法，所述概率化方法具体为： 采用经验公式算出测量标签的优化位置在位置数据库对应的各个小区域中的概率； 基于各个小区域中的概率利用决策树算法得到测量标签的最优位置。
5. 根据权利要求2所述的一种室内RFID精准定位方法，其特征在于，所述模式匹配算 法为K-最邻近方法，所述K-最邻近方法具体为： 基于位置数据库，获得与测量标签的优化位置最接近的K个位置； 基于K个位置，采用线性组合的加权方法获得测量标签的最优位置；
其中，k为与测量标签的优化位置最接近的K 个位置，i为k中的其中一个,Ei为阅读器接收到的第i个参考标签的信号强度与阅读器接 收到的测量标签的信号强度的差值。
6. -种室内RFID精准定位装置，其特征在于，包括： 测量标签信号强度接收单元，用于阅读器接收楼宇内测量标签的信号强度信息； 第一估算位置单元，用于基于信号到达角的定位算法AOA得到测量标签的估算位置； 第二优化位置单元，用于基于信号强度测距算法RSSI调整估算位置，获得优化位置； 第三最优位置单元，用于基于预先建立的位置数据库，对优化位置采用模式匹配算法 得到最优位置。
7. 根据权利要求6所述的一种室内RFID精准定位装置，其特征在于，所述装置，还包 括： 空间划分单元，用于将楼宇划分为若干个小区域； 参考标签位置记录单元，用于在每个小区域内设置参考标签并记录参考标签所在的位 置； 参考标签信号强度获取单元，用于通过阅读器多次测量每个小区域的参考标签发出的 信号典型值，并计算出其平均值； 位置数据库建立单元，用于建立并保存关于参考标签位置与信号典型值的平均值的二 维函数关系数组的位置数据库。
8. 根据权利要求6所述的一种室内RFID精准定位装置，其特征在于，所述基于信号到 达角定位算法AOA得到测量标签的估算位置，包括： 当阅读器个数为两个时，通过交叉法计算出两阅读器确定的测量标签的估算位置； 当阅读器个数大于两个时，通过交叉法分别计算出两两阅读器确定的测量标签的初始 估算位置；对初始估算位置取平均值得到测量标签的估算位置。
9. 根据权利要求7所述的一种室内RFID精准定位装置，其特征在于，所述模式匹配算 法为概率化方法，所述概率化方法具体为： 采用经验公式算出测量标签的优化位置在位置数据库对应的各个小区域中的概率； 基于各个小区域中的概率利用决策树算法得到测量标签的最优位置。
10. 根据权利要求7所述的一种室内RFID精准定位方法，其特征在于，所述模式匹配算 法为K-最邻近方法，所述K-最邻近方法具体为： 基于位置数据库，获得与测量标签的优化位置最接近的K个位置； 基于K个位置，采用线性组合的加权方法获得测量标签的最优位置；
，其中，k为与测量标签的优化位置最接近的K 个位置，i为k中的其中一个,Ei为阅读器接收到的第i个参考标签的信号强度与阅读器接 收到的测量标签的信号强度的差值。
【文档编号】G01S5/04GK104330771SQ201410606764
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】陈湧 申请人:富世惠智科技（上海）有限公司