一种基于有源RFID标签的双天线阅读器定位技术的制作方法

技术特征：
1.一种基于有源rfid标签的双天线阅读器定位技术，其特征在于，包括布置于室内天花板上的已知位置且各自独立发送单高频信号有源射频识别标签，具有双天线用于接收该有源标签信号及读写无源标签的阅读器。所述在室内天花板上布置的有源标签作为参考标签数量为n，且位置由优化可得。每个有源标签各自独立且发送频率为f
i
＝f0 (i
‑
1)δf的射频信号，f0为某一射频频率，δf为不同有源标签的频率间隔，i＝1，2，...，n。所述地面可移动的阅读器上配置两根天线，用于接收有源标签发送的信号用以定位读写器的位置，在定位完成后也可用于读写器对无源标签的读写，其中两个天线在可移动读写器平台上具有相同的离地高度，且相距小于有源标签发送信号中最小的波长，地面阅读器通过接收并计算每个有源参考标签到达两个天线的相位差δθ
i
，i＝1，2，...，n，来解算阅读器两个天线的位置坐标，实现对阅读器的定位。2.根据权利要求1所述地面双天线阅读器的定位方法，其特征在于，通过求解方程组来有效获取阅读器坐标。第一步，利用阅读器双天线接收第i个有源标签的信号，获得相位差δθ
i
，进一步得到每个有源参考标签到双天线的距离差d
i
＝λ
i
δθ
i
，i＝1，2，...，n。其中λ
i
是有源标签i的发射信号波长。第二步，联立(1)(2)(3)(4)构建方程组，利用遗传算法等优化算法解算阅读器双天线坐标(x
p
,y
p
,z
pq
)和(x
q
,y
q
,z
pq
)。r
i1
‑
r
i2
＝d
i (1)其中，其中，d
pq
为已知阅读器双天线的间距，(3)和(4)分别为第i个有源标签到阅读器天线1、2的距离。当有源标签数n≥4时可解出双天线坐标。3.根据权利要求1所述有源标签的布设方法，其特征在于，通过定义适合本发明的几何精度因子(geometric dilution of precision，gdop)来优化标签布设。第一步，定义适于本发明的几何精度因子(geometric dilution of precision，gdop)：其中，cov(
·
)表示取协方差，即cov(δh)＝(a
t
a)
‑1a
t
cov(δd)a(a
t
a)
‑1ꢀꢀꢀ
(6)以四个有源标签为例，其中，
并且a＝a1 a2，δh1≈(
‑
δh2)＝δh。δk＝[δk
1 δk2ꢀ…ꢀ
δk
n
]
t
，t表示转置，δk
i
表示测量误差的最小值：其中f
i
是标签频率，i＝1，2，...，n，f
s
是采样频率，n是用于延迟估计的采样数据点数，c为光速，snr要根据路径实时更新:其中snr为有源标签所发信号在距有源标签1m处的信噪比。第二步，进行如下优化过程并通过遗传算法等优化算法计算以获得第n个有源标签最佳布设位置(x
gi
，y
gi
，z
gi
)，i＝1，2，...，n：

技术总结
本发明公开一种利用有源RFID标签对具有双天线接收能力的阅读器进行室内定位的方法，包括：已知位置且各自独立的有源射频识别标签，以及一台具有双天线接收能力的射频识别阅读器。为在室内大范围定位无源标签标识的物体，由于无源标签读写距离的限制，需要首先定位阅读器的位置。本发明公开了当阅读器在整个仓储空间内移动时，使阅读器最差定位精度最小的有源标签布局技术。还公开了一种利用阅读器双天线接收下阅读器位置的解算技术。双天线接收下阅读器位置的解算技术。双天线接收下阅读器位置的解算技术。


技术研发人员：黄勇 武杰
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：2021.07.08
技术公布日：2021/10/18