CN105093216A - 一种电子标签定位方法和电子标签定位设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子标签定位方法和电子标签定位设备，其中，一种电子标签定位方法，包括：定位设备从预定区域范围内的N个标签读写器中，任取两个标签读写器为一组合，得到种组合，通过圆心线定位法确定目标电子标签的初始游离坐标，根据目标电子标签的初始游离坐标确定误差圆，从误差圆覆盖的区域中查找目标参考电子标签，将目标参考电子标签数量最多的区域确定为目标电子标签所在的区域，实现了对目标电子标签的具体位置的定位，另外，通过对N个标签读写器在预定时间段反馈的目标电子标签的距离信息进行平滑处理后确定目标电子标签分别相对于N个标签读写器的瞬时信号距离，有效提高了电子标签的定位精度。

Description

一种电子标签定位方法和电子标签定位设备

技术领域

本发明涉及电子标签领域，具体涉及一种电子标签定位方法和电子标签定位设备。

背景技术

射频识别(RFID，RadioFrequencyIdentification)电子标签基于RFID技术，能够起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。

目前，RFID电子标签已广泛应用于物联网中，而通过对RFID标签进行定位来实现对目标物理的定位也显得越来越重要。

常用的RFID电子标签定位方法是由标签读写器发射不同频率的射频信号，标签读写器接收RFID电子标签反射的射频信号衰减的程度来测定该RFID电子标签与标签阅读器标签读写器的距离，以此确定RFID电子标签所在的位置范围。

然而，上述RFID电子标签定位方法只能识别RFID电子标签与阅读器的距离，无法识别RFID电子标签的具体位置，并且，由于不同的环境会影响射频信号的衰减率，例如，环境中的障碍物会使得射频信号根据障碍物的材质产生不同程度的反射、折射或吸收，从而产生非线性变化的信号强度衰减，因此，通过上述RFID电子标签定位方法测定得到的结果误差较大。

发明内容

本发明提供一种电子标签定位方法和电子标签定位设备，用于提高电子标签的定位精度。

本发明第一方面提供一种电子标签定位方法，包括：

一种电子标签定位方法，其特征在于，包括：

定位设备获取预定区域范围内的N个标签读写器反馈的目标电子标签的距离信息，其中，上述预定区域范围内的N个标签读写器每隔预定时间间隔向上述定位设备反馈标签读写器各自激活的所有电子标签的距离信息，每个标签读写器反馈的电子标签的距离信息包括：电子标签相对于上述标签读写器的瞬时信号距离，其中，上述电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离由上述标签读写器根据激活上述电子标签的最小功率确定，上述瞬时信号距离与上述最小功率成非线性正相关，其中，上述N大于或等于3；

分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有上述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于上述三个标签读写器的瞬时信号距离；

获取上述N个标签读写器的位置信息；

任取上述N个标签读写器中的两个标签读写器为一组合，得到种组合；

在上述种组合的每种组合中，以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以上述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组；根据上述组合内的两个标签读写器的位置信息，以上述组合内的两个标签读写器的位置为端点构建线段方程；计算上述组合内的二元二次圆周方程组与上述组合内的线段方程组成的方程组的解，将上述二元二次圆周方程组与上述线段方程组成的方程组的解作为上述组合的解；

根据计算得到的上述种组合的所有解，计算上述种组合的所有解的数学期望值，将上述数学期望值作为上述目标电子标签的初始游离坐标；

以上述目标电子标签的初始游离坐标为圆心，以预设的半径确定一个误差圆，其中，上述误差圆覆盖两个以上区域，每个区域包含至少一个参考电子标签；

从上述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签，其中，上述目标参考电子标签与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在预设阈值内；

将上述目标参考电子标签数量最多的区域确定为上述目标电子标签的位置。

本发明另一方面提供一种电子标签定位设备，包括：

第一获取单元，用于获取预定区域范围内的N个标签读写器反馈的目标电子标签的距离信息，其中，上述预定区域范围内的N个标签读写器每隔预定时间间隔向上述定位设备反馈标签读写器各自激活的所有电子标签的距离信息，每个标签读写器反馈的电子标签的距离信息包括：电子标签相对于上述标签读写器的瞬时信号距离，其中，上述电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离由上述标签读写器根据激活上述电子标签的最小功率确定，上述瞬时信号距离与上述最小功率成非线性正相关，其中，上述N大于或等于3；

平滑处理单元，用于分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有上述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于上述三个标签读写器的瞬时信号距离；

第二获取单元，用于获取上述N个标签读写器的位置信息；；

划分单元，用于任取上述N个标签读写器中的两个标签读写器为一组合，得到种组合；

第一构建单元，用于：在上述种组合的每种组合中，以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以上述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组；

第二构建单元，用于：在上述种组合的每种组合中，根据组合内的两个标签读写器的位置信息，以组合内两个标签读写器为端点构建线段方程；

第一计算单元，用于计算上述组合内的二元二次圆周方程组与上述组合内的线段方程组成的方程组的解，将上述二元二次圆周方程组与上述线段方程组成的方程组的解作为上述组合的解；

第二计算单元，用于根据计算得到的上述种组合的所有解，计算上述种组合的所有解的数学期望值，将上述数学期望值作为上述目标电子标签的初始游离坐标；

第一确定单元，用于以上述目标电子标签的初始游离坐标为圆心，以预设的半径确定一个误差圆，其中，上述误差圆覆盖两个以上区域，每个区域包含至少一个参考电子标签；

第二确定单元，用于从上述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签，其中，上述目标参考电子标签与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在预设阈值内；

第三确定单元，用于将上述目标参考电子标签数量最多的区域确定为上述目标电子标签的位置。

从本发明上述技术方案可知，本发明从预定区域范围内的N个标签读写器中，任取两个标签读写器为一组合，得到种组合，通过圆心线定位法确定目标电子标签的初始游离坐标(即根据标签读写器的位置信息以及目标电子标签分别相对于N个标签读写器的瞬时信号距离，分别在每个组合内构建二元二次圆周方程组和线段方程，将二元二次圆周方程组和线段方程组成的方程组的解作为组合的解，并将种组合的所有解的数学期望值作为目标电子标签的初始游离坐标)，并进一步根据目标电子标签的初始游离坐标确定误差圆，从误差圆覆盖的区域中查找目标参考电子标签，将目标参考电子标签数量最多的区域确定为目标电子标签所在的区域，实现了对目标电子标签的具体位置的定位，同时，由于在有障碍物的情况下，瞬时信号距离和真实距离可能存在较大误差，通过参考电子标签进行二次校准，可以有效地避免障碍物对于定位算法的干扰，提高了电子标签的定位精度，另外，通过对N个标签读写器在预定时间段反馈的目标电子标签的距离信息进行平滑处理后确定目标电子标签分别相对于N个标签读写器的瞬时信号距离，能够避免非线性变化的信号强度衰减引起了距离信息的突变跳跃，使得确定出的目标电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离更加准确，进一步提高了电子标签的定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-a为本发明提供的电子标签定位方法一个实施例流程示意图；

图1-b为本发明提供的两个定位圆与圆心线的一种可能图形；

图1-c为本发明提供的两个定位圆与圆心线的另一种可能图形；

图1-d为本发明提供的两个定位圆与圆心线的再一种可能图形；

图2为本发明提供的电子标签定位设备一个实施例结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种电子标签定位方法，上述方法包括：定位设备获取预定区域范围内的N个标签读写器反馈的目标电子标签的距离信息，其中，上述预定区域范围内的N个标签读写器每隔预定时间间隔向上述定位设备反馈标签读写器各自激活的所有电子标签的距离信息，每个标签读写器反馈的电子标签的距离信息包括：电子标签相对于上述标签读写器的瞬时信号距离，其中，上述电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离由上述标签读写器根据激活上述电子标签的最小功率确定，上述瞬时信号距离与上述最小功率成非线性正相关，其中，上述N大于或等于3；分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有上述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于上述三个标签读写器的瞬时信号距离；获取上述N个标签读写器的位置信息；任取上述N个标签读写器中的两个标签读写器为一组合，得到种组合；在上述种组合的每种组合中，以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以上述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组；根据上述组合内的两个标签读写器的位置信息，以上述组合内的两个标签读写器的位置为端点构建线段方程；计算上述组合内的二元二次圆周方程组与上述组合内的线段方程组成的方程组的解，将上述二元二次圆周方程组与上述线段方程组成的方程组的解作为上述组合的解；根据计算得到的上述种组合的所有解，计算上述种组合的所有解的数学期望值，将上述数学期望值作为上述目标电子标签的初始游离坐标；以上述目标电子标签的初始游离坐标为圆心，以预设的半径确定一个误差圆，其中，上述误差圆覆盖两个以上区域，每个区域包含至少一个参考电子标签；从上述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签，其中，上述目标参考电子标签与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在预设阈值内；将上述目标参考电子标签数量最多的区域确定为上述目标电子标签所在的区域。

下面对本发明实施例中的电子标签定位方法进行描述，请参阅图1-a，本发明实施例中的电子标签定位方法，包括：

101、定位设备获取预定区域范围内的N个标签读写器反馈的目标电子标签的距离信息；

其中，上述预定区域范围内的N个标签读写器每隔预定时间间隔向上述定位设备反馈标签读写器各自激活的所有电子标签的距离信息，每个标签读写器反馈的上述电子标签的距离信息包括：该电子标签相对于上述标签读写器的瞬时信号距离，其中，电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离由上述标签读写器根据激活该电子标签的最小功率确定，上述瞬时信号距离与上述最小功率成非线性正相关。

本发明实施例中，上述N大于或等于3。

对于上述预定区域范围内的任意一个标签读写器而言，针对某个电子标签，标签读写器利用二分逼近法确定激活各个电子标签的最小功率。

本发明实施例中的电子标签均为无源RFID电子标签，由于无源RFID电子标签是被动式电子标签，无源RFID电子标签在接收到标签读写器发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，并反馈回无源RFID电子标签的电子产品编码(EPC，ElectronicProductCode)给标签读写器，因此标签读写器无法直接获取到无源RFID电子标签的信号强度。因此，本发明实施例中采取最小激活功率代替无源RFID电子标签的信号强度，所谓最小激活功率即能够激活电子标签的最小功率，标签读写器通过最小激活功率恰好能激活电子标签，功率再小一点点就无法激活该电子标签。例如电子标签A能被标签读写器B以Ka的功率激活，但是以(K-1)a的功率就无法激活，那么此时此刻电子标签A相对于标签读写器B的最小激活功率就是Ka，其中a代表标签读写器频率调节精度。具体的，标签读写器利用二分逼近法确定激活各个电子标签的最小功率的过程如下：

假设f(0)＝0表示收不到电子标签的信号，即无法激活电子标签。

f(max)＝1表示收到电子标签的信号，即能激活电子标签,max是指当前标签读写器的最大功率，如果最大功率都无法激活电子标签，可视为该电子标签为无法识别的电子标签。如果某一时刻f(a)＝0，f(b)＝1。

若f[(a+b)/2]＝0,则最小激活功率在((a+b)/2，b)，其中，a＝(a+b)/2，即，将(a+b)/2赋值给a；

若f[(a+b)/2]＝1，则最小激活功率在(a,(a+b)/2)，其中，b＝(a+b)/2，即，将(a+b)/2赋值给b；

通过每次把区间收缩一半的方法，使区间的两个端点逐步迫近直到小于一个阈值，以求得最小激活功率的近似值，这种方法叫做二分法逼近法。

本发明实施例中，最小激活功率和瞬时信号距离成非线性正相关，即，最小激活功率越小，瞬时信号距离越小，最小激活功率越大，瞬时信号距离越大。由于不同标签读写器可能在硬件、软件等参数上存在差异，因此，对于每一种型号的标签读写器和电子标签，通过实地测量多次，得到一个能量——距离衰减函数，这是一个离散函数，根据能量——距离衰减函数可以将最小激活功率转换为瞬时信号距离。在有障碍物的情况下瞬时信号距离不一定是准确的距离。每一个时间点的每一张电子标签相对于每一个标签读写器器都有一个瞬时信号距离，因此，瞬时信号距离可以写成瞬时信号距离向量形式。

可选的，标签读写器也可以按照一定步长逐步减小射频信号的功率，当标签读写器在某一个功率发射射频信号能够激活电子标签，而在下一个功率发射射频信号无法激活该电子标签时，则可以确定该某一个功率为激活该电子标签的最小功率。

本发明实施例中，在预定区域范围内部署多个标签读写器，定位设备与各个标签读写器采用无线通讯方式或有线通讯方式连接，可选地，定位设备与各个标签读写器之间通过用户数据报协议(UDP，UserDatagramProtocol)交互数据，进一步，设定当标签读写器的各个供电单元启动且信号发射程序初始化后，标签读写器每隔预定时间间隔向定位设备发送UDP报文，UDP报文中携带该标签读写器在该预定时间间隔内获取的各个电子标签的距离信息，进一步，上述电子标签的距离信息除了包括该电子标签相对于上述标签读写器的瞬时信号距离以外，还包括该电子标签的ID。

102、定位设备分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于上述N个标签读写器的瞬时信号距离；

本发明实施例中，预定区域范围内的各个标签读写器每隔预定时间间隔向上述定位设备反馈标签读写器各自能够读取到的所有电子标签的距离信息，因此，在上述预定时间段内，上述N个标签读写器中的每个标签读写器将向定位设备多次反馈的上述目标电子标签的距离信息，并且，对于同一个电子标签，由于障碍物反射或其它因素可能导致的非线性变化的信号强度衰减，标签读写器每次确定的电子标签的最小激活功率(计激活电子标签的最小功率)也可能不同，因此，标签读写器每次根据电子标签的最小激活功率确定的该电子标签相对于该标签读写器的瞬时信号距离也可能有所不同，基于此，定位设备分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有上述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，从中确定上述目标电子标签分别相对于上述N个标签读写器的距离，以避免非线性变化的信号强度衰减引起了距离信息的突变跳跃。举例说明，假设N取3，上述N个标签读写器分别为标签读写器A，标签读写器B，标签读写器C，在预定时间段内，标签读写器A向定位设备反馈了20次目标电子标签的距离信息，标签读写器B向定位设备反馈了15次目标电子标签的距离信息，标签读写器C向定位设备反馈了23次目标电子标签的距离信息，则定位设备根据标签读写器A反馈的所有目标电子标签的距离信息，对20个目标电子标签相对于标签读写器A的瞬时信号距离进行平滑处理，确定一个目标电子标签分别相对于标签读写器A的瞬时信号距离，同理，定位设备根据标签读写器B反馈的所有目标电子标签的距离信息，对15个目标电子标签相对于标签读写器B的瞬时信号距离进行平滑处理，确定一个目标电子标签分别相对于标签读写器B的瞬时信号距离，定位设备根据标签读写器C反馈的所有目标电子标签的距离信息，对23个目标电子标签相对于标签读写器C的瞬时信号距离进行平滑处理，确定一个目标电子标签分别相对于标签读写器C的瞬时信号距离。

可选地，利用卡尔曼滤波算法分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有上述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于上述N个标签读写器的瞬时信号距离。具体的，定位设备针对每个标签读写器设置一个容量为2L的队列，将标签读写器反馈的目标电子标签的瞬时信号距离存放在该标签读写器对应的队列里面，每当队列里面的瞬时信号距离数量大于L时，就从中取出L个瞬时信号距离，利用卡尔曼滤波进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于该标签读写器的距离，并将确定后的上述目标电子标签分别相对于该标签读写器的瞬时信号距离存放于另外一个与该标签读写器对应的容量为L的堆栈当中。

103、获取上述N个标签读写器的位置信息；

本发明实施例中，标签读写器的位置信息是已知的，所有标签读写器在设置系统时就已经测量放在固定位置，并把位置信息保存到系统数据当中。定位设备可以直接从系统数据库中获取上述N个标签读写器的位置信息。

具体地，上述标签读写器的位置信息可以是标签读写器所处位置的坐标信息或经纬度信息。

104、从上述N个标签读写器中任取两个标签读写器为一组合，得到种组合；

举例说明，假设N取4，上述三个标签读写器分别为标签读写器A，标签读写器B，标签读写器C，标签读写器D，任取上述4个标签读写器中的两个标签读写器为一组合，得到种组合，分别如下：标签读写器A和标签读写器B一组，标签读写器A和标签读写器C一组，标签读写器A和标签读写器D一组，标签读写器B和标签读写器C一组，标签读写器B和标签读写器D一组以及标签读写器C和标签读写器D一组。

105、在上述种组合的每种组合中，以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以上述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组；

定位设备以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以上述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组，该二元二次圆周方程组对应于两个定位圆。

106、根据上述组合内的两个标签读写器的位置信息，以上述组合内的两个标签读写器的位置为端点构建线段方程；

定位设备根据上述组合内的两个标签读写器的位置信息，以上述组合内的两个标签读写器的位置为端点构建线段方程，该线段方程即对应于上述两个定位圆的圆心连线。

107、计算上述组合内的二元二次圆周方程组与线段方程组成的方程组的解，将该解作为上述组合的解；

本发明实施例中，上述两个定位圆和圆心连线存在如图1-b至图1-d所示的几种可能图形，以图1-b～图1-d所示，圆心s1和圆心s2分别为组合内两个标签读写器的位置，交点T1和T2作为该组合的解。在图1-b至图1-d所示的任一种情况中，上述两个定位圆和圆心连线均存在交点。若将两个相等解算作两个解，则上述组合内的二元二次圆周方程组与线段方程组成的方程组有且只有两个解。

108、根据计算得到的上述种组合的所有解，计算种组合的所有解的数学期望值，将上述数学期望值作为上述目标电子标签的初始游离坐标；

在步骤107中，若将两个相等解算作两个解，则计算得到的上述种组合的共有个解。

定位设备计算这个解的数学期望值，将上述数学期望值作为上述目标电子标签的初始游离坐标。

109、以上述目标电子标签的初始游离坐标为圆心，以预设的半径确定一个误差圆，其中，上述误差圆覆盖两个以上区域，每个区域包含至少一个参考电子标签；

本发明实施例中，将整个定位场景划分成若干个区域.每个区域放置若干个参考电子标签。可选地，每个区域的大小设置在1平方米以内，当然，每个区域的大小也可以大于1平方米，本发明实施例不对每个区域的具体大小进行限定。

具体地，误差圆的半径可以根据采用的各个标签读写器的性能进行预设，一般来说信号穿透能力较强的读卡器，误差圆的半径相对而言取较小值。

110、从上述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签；

其中，上述目标参考电子标签与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在预设的误差阈值内。

本发明实施例中，定位设备把上述瞬时信号距离写成向量形式，根据公式计算上述两个以上区域的所有参考电子标签分别与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差；将与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在上述误差阈值内的参考电子标签确定为上述目标参考电子标签，即将与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差小于或等于上述误差阈值的参考电子标签确定为上述目标参考电子标签。

其中，E_a表示参考电子标签a与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差，为目标电子标签的瞬时信号距离向量，且 为参考电子标签a的瞬时信号距离向量，且其中，T_N代表目标电子标签相对于标签读写器N的瞬时信号距离；R_N,a代表参考电子标签a相对于标签读写器N的瞬时信号距离。

可选的，上述误差阈值根据当前场景中障碍物数量确定，障碍物数量越多，误差阈值越大。

111、将上述目标参考电子标签数量最多的区域确定为上述目标电子标签所在的区域；

本发明实施例中采用投票定位算法确定上述目标电子标签所在的区域，即，在步骤110确定目标参考电子标签后，将目标参考电子标签算作投票支持的参考标签，将其它参考电子标签算作投票反对的参考标签。

最终那个投票支持率最高的区域(即上述目标参考电子标签数量最多的区域)就是上述目标电子标签所在的区域。

可选的，若存在多个投票支持率相同且最高的区域，则进行平均瞬时信号距离差计算，平均瞬时信号距离差就是整个区域内的所有参考标签与目标电子标签的瞬时信号距离差的平均值，将平均瞬时信号距离差小的那个区域确定为上述目标电子标签所在的区域。

可选的，定位设备确定该目标参考电子标签所在的区域后，将该区域的中心点位置确定为上述目标电子标签的位置。

进一步，本发明实施例在确定上述目标电子标签的位置后，将上述目标电子标签的位置输出到上层应用程序端或其它设备，以便上层应用程序端或其它设备利用该目标电子标签的位置进行进一步处理，或者，在确定上述目标电子标签的位置后，将上述目标电子标签的位置存放于数组中，通过执行多次图1-a所示的流程，对数组中存放的多个上述目标电子标签的位置进行滤波平滑处理，然后将滤波平滑处理后的目标电子标签的位置输出到上层应用程序端或其它设备，以便上层应用程序端或其它设备利用该目标电子标签的位置进行进一步处理。

需要说明的是，本发明实施例中的电子标签为无源RFID电子标签，将无源RFID电子标签附着粘贴到物品上，通过本发明实施例提供的电子标签定位方法，即可实现对物品的定位，由于无源RFID电子标签具有成本低的优势，因此，能够大大减少定位系统的基础设施投入，另一方面，在无源RFID电子标签的部署密度一定时，可以通过调节标签读写器的信号强度来控制定位精度，减少定位误差。进一步，本发明实施例还可以通过无源RFID电子标签记录与所粘贴的物品的其它相关信息，使得在通过该无源RFID电子标签定位物品时，可以从该无源RFID电子标签中读取相应物品的其它相关信息，利用该物品的其它相关信息进行各种分析和计算。当然，本发明实施例的电子标签也可以为其它类型的电子标签，这不影响本发明实施例中的电子标签定位方法的实施。

从本发明上述技术方案可知，本发明从预定区域范围内的N个标签读写器中，任取两个标签读写器为一组合，得到种组合，通过圆心线定位法确定目标电子标签的初始游离坐标(即根据标签读写器的位置信息以及目标电子标签分别相对于N个标签读写器的瞬时信号距离，分别在每个组合内构建二元二次圆周方程组和线段方程，将二元二次圆周方程组和线段方程组成的方程组的解作为组合的解，并将种组合的所有解的数学期望值作为目标电子标签的初始游离坐标)，并进一步根据目标电子标签的初始游离坐标确定误差圆，从误差圆覆盖的区域中查找目标参考电子标签，将目标参考电子标签数量最多的区域确定为目标电子标签所在的区域，实现了对目标电子标签的具体位置的定位，同时，由于在有障碍物的情况下，瞬时信号距离和真实距离可能存在较大误差，通过参考电子标签进行二次校准，可以有效地避免障碍物对于定位算法的干扰，提高了电子标签的定位精度，另外，通过对N个标签读写器在预定时间段反馈的目标电子标签的距离信息进行平滑处理后确定目标电子标签分别相对于N个标签读写器的瞬时信号距离，能够避免非线性变化的信号强度衰减引起了距离信息的突变跳跃，使得确定出的目标电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离更加准确，进一步提高了电子标签的定位精度。

本发明实施例提供了一种电子标签定位设备，请参阅图2，本发明实施例中的电子标签定位设备200，包括：

第一获取单元201，用于获取预定区域范围内的N个标签读写器反馈的目标电子标签的距离信息，其中，上述预定区域范围内的N个标签读写器每隔预定时间间隔向电子标签定位设备200反馈标签读写器各自激活的所有电子标签的距离信息，每个标签读写器反馈的电子标签的距离信息包括：电子标签相对于上述标签读写器的瞬时信号距离，其中，上述电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离由上述标签读写器根据激活上述电子标签的最小功率确定，上述瞬时信号距离与上述最小功率成非线性正相关，其中，上述N大于或等于3；

平滑处理单元202，用于分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有上述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于上述三个标签读写器的瞬时信号距离；

第二获取单元203，用于获取上述N个标签读写器的位置信息；

划分单元204，用于从上述N个标签读写器中任取两个标签读写器为一组合，得到种组合；

第一构建单元205，用于在上述种组合的每种组合中，以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以上述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组；

第二构建单元206，用于在上述种组合的每种组合中，根据组合内的两个标签读写器的位置信息，以组合内两个标签读写器为端点构建线段方程；

第一计算单元207，用于计算上述组合内的二元二次圆周方程组与上述组合内的线段方程组成的方程组的解，将上述二元二次圆周方程组与上述线段方程组成的方程组的解作为上述组合的解；

第二计算单元208，用于根据计算得到的上述种组合的所有解，计算上述种组合的所有解的数学期望值，将上述数学期望值作为上述目标电子标签的初始游离坐标；

第一确定单元209，用于以第二计算单元208得到的上述目标电子标签的初始游离坐标为圆心，以预设的半径确定一个误差圆，其中，上述误差圆覆盖两个以上区域，每个区域包含至少一个参考电子标签；

第二确定单元210，用于从上述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签，其中，上述目标参考电子标签与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在预设的误差阈值内；

第三确定单元211，用于将上述目标参考电子标签数量最多的区域确定为上述目标电子标签所在的区域。

可选的，在图2所示实施例的基础上，本发明实施例中的电子标签定位设备还包括第四确定单元，用于将上述目标参考电子标签数量最多的区域的中心点位置确定为上述目标电子标签的位置。

可选的，平滑处理单元202具体用于：利用卡尔曼滤波算法分别对上述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有上述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定上述目标电子标签分别相对于上述N个标签读写器的瞬时信号距离。

可选的，第二确定单元210包括：子计算单元，用于：用于根据公式计算上述两个以上区域的所有参考电子标签分别与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差；子确定单元，用于将与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在上述误差阈值内的参考电子标签确定为上述目标参考电子标签；其中，E_a表示参考电子标签a与上述目标电子标签的瞬时信号距离向量差，为目标电子标签的瞬时信号距离向量，且 为参考电子标签a的瞬时信号距离向量，且其中，T_N代表目标电子标签相对于标签读写器N的瞬时信号距离；R_N,a代表参考电子标签a相对于标签读写器N的瞬时信号距离。

需要说明的是，本发明实施例中的电子标签定位设备可以如上述方法实施例中的定位设备，能够用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。

从本发明上述技术方案可知，本发明从预定区域范围内的N个标签读写器中，任取两个标签读写器为一组合，得到种组合，通过圆心线定位法确定目标电子标签的初始游离坐标(即根据标签读写器的位置信息以及目标电子标签分别相对于N个标签读写器的瞬时信号距离，分别在每个组合内构建二元二次圆周方程组和线段方程，将二元二次圆周方程组和线段方程组成的方程组的解作为组合的解，并将种组合的所有解的数学期望值作为目标电子标签的初始游离坐标)，并进一步根据目标电子标签的初始游离坐标确定误差圆，从误差圆覆盖的区域中查找目标参考电子标签，将目标参考电子标签数量最多的区域确定为目标电子标签所在的区域，实现了对目标电子标签的具体位置的定位，同时，由于在有障碍物的情况下，瞬时信号距离和真实距离可能存在较大误差，通过参考电子标签进行二次校准，可以有效地避免障碍物对于定位算法的干扰，提高了电子标签的定位精度，另外，通过对N个标签读写器在预定时间段反馈的目标电子标签的距离信息进行平滑处理后确定目标电子标签分别相对于N个标签读写器的瞬时信号距离，能够避免非线性变化的信号强度衰减引起了距离信息的突变跳跃，使得确定出的目标电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离更加准确，进一步提高了电子标签的定位精度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的一种电子标签定位设备和电子标签定位方法的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种电子标签定位方法，其特征在于，包括：

定位设备获取预定区域范围内的N个标签读写器反馈的目标电子标签的距离信息，其中，所述预定区域范围内的N个标签读写器每隔预定时间间隔向所述定位设备反馈标签读写器各自激活的所有电子标签的距离信息，每个标签读写器反馈的电子标签的距离信息包括：电子标签相对于所述标签读写器的瞬时信号距离，其中，所述电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离由所述标签读写器根据激活所述电子标签的最小功率确定，所述瞬时信号距离与所述最小功率成非线性正相关，其中，所述N大于或等于3；

分别对所述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有所述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定所述目标电子标签分别相对于所述N个标签读写器的瞬时信号距离；

获取所述N个标签读写器的位置信息；

从所述N个标签读写器中任取两个标签读写器为一组合，得到种组合；

在所述种组合的每种组合中，以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以所述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组；根据所述组合内的两个标签读写器的位置信息，以所述组合内的两个标签读写器的位置为端点构建线段方程；计算所述组合内的二元二次圆周方程组与所述组合内的线段方程组成的方程组的解，将所述二元二次圆周方程组与所述线段方程组成的方程组的解作为所述组合的解；

根据计算得到的所述种组合的所有解，计算所述种组合的所有解的数学期望值，将所述数学期望值作为所述目标电子标签的初始游离坐标；

以所述目标电子标签的初始游离坐标为圆心，以预设的半径确定一个误差圆，其中，所述误差圆覆盖两个以上区域，每个区域包含至少一个参考电子标签；

从所述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签，其中，所述目标参考电子标签与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在预设的误差阈值内；

将所述目标参考电子标签数量最多的区域确定为所述目标电子标签所在的区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标参考电子标签数量最多的区域确定为所述目标电子标签所在的区域，之后还包括：

将所述目标参考电子标签数量最多的区域的中心点位置确定为所述目标电子标签的位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述分别对所述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有所述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定所述目标电子标签分别相对于所述三个标签读写器的瞬时信号距离，包括：

利用卡尔曼滤波算法分别对所述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有所述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定所述目标电子标签分别相对于所述三个标签读写器的瞬时信号距离。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从所述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签，包括：

根据公式计算所述两个以上区域的所有参考电子标签分别与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差；

将与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在所述误差阈值内的参考电子标签确定为所述目标参考电子标签；

其中，E_a表示参考电子标签a与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差，为目标电子标签的瞬时信号距离向量，且 为参考电子标签a的瞬时信号距离向量，且其中，T_N代表目标电子标签相对于标签读写器N的瞬时信号距离；R_N,a代表参考电子标签a相对于标签读写器N的瞬时信号距离。

5.一种电子标签定位设备，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取预定区域范围内的N个标签读写器反馈的目标电子标签的距离信息，其中，所述预定区域范围内的N个标签读写器每隔预定时间间隔向所述定位设备反馈标签读写器各自激活的所有电子标签的距离信息，每个标签读写器反馈的电子标签的距离信息包括：电子标签相对于所述标签读写器的瞬时信号距离，其中，所述电子标签相对于标签读写器的瞬时信号距离由所述标签读写器根据激活所述电子标签的最小功率确定，所述瞬时信号距离与所述最小功率成非线性正相关，其中，所述N大于或等于3；

平滑处理单元，用于分别对所述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有所述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定所述目标电子标签分别相对于所述三个标签读写器的瞬时信号距离；

第二获取单元，用于获取所述N个标签读写器的位置信息；

划分单元，用于从所述N个标签读写器中任取两个标签读写器为一组合，得到种组合；

第一构建单元，用于在所述种组合的每种组合中，以组合内两个标签读写器的位置信息为圆心，以所述目标电子标签分别相对于组合内两个标签读写器的瞬时信号距离为半径，构建二元二次圆周方程组；

第二构建单元，用于在所述种组合的每种组合中，根据组合内的两个标签读写器的位置信息，以组合内两个标签读写器为端点构建线段方程；

第一计算单元，用于计算所述组合内的二元二次圆周方程组与所述组合内的线段方程组成的方程组的解，将所述二元二次圆周方程组与所述线段方程组成的方程组的解作为所述组合的解；

第二计算单元，用于根据计算得到的所述种组合的所有解，计算所述种组合的所有解的数学期望值，将所述数学期望值作为所述目标电子标签的初始游离坐标；

第一确定单元，用于以所述目标电子标签的初始游离坐标为圆心，以预设的半径确定一个误差圆，其中，所述误差圆覆盖两个以上区域，每个区域包含至少一个参考电子标签；

第二确定单元，用于从所述两个以上区域的所有参考电子标签中，确定目标参考电子标签，其中，所述目标参考电子标签与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在预设的误差阈值内；

第三确定单元，用于将所述目标参考电子标签数量最多的区域确定为所述目标电子标签所在的区域。

6.根据权利要求5所述的电子标签定位设备，其特征在于，所述电子标签定位设备还包括：

第四确定单元，用于将所述目标参考电子标签数量最多的区域的中心点位置确定为所述目标电子标签的位置。

7.根据权利要求5或6所述的电子标签定位设备，其特征在于，

所述平滑处理单元具体用于：利用卡尔曼滤波算法分别对所述N个标签读写器在预定时间段内反馈的所有所述目标电子标签的距离信息进行平滑处理，确定所述目标电子标签分别相对于所述N个标签读写器的瞬时信号距离。

8.根据权利要求5或6所述的电子标签定位设备，其特征在于，所述第二确定单元包括：

子计算单元，用于根据公式计算所述两个以上区域的所有参考电子标签分别与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差；

子确定单元，用于将与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差在所述误差阈值内的参考电子标签确定为所述目标参考电子标签；

其中，E_a表示参考电子标签a与所述目标电子标签的瞬时信号距离向量差，为目标电子标签的瞬时信号距离向量，且 为参考电子标签a的瞬时信号距离向量，且其中，T_N代表目标电子标签相对于标签读写器N的瞬时信号距离；R_N,a代表参考电子标签a相对于标签读写器N的瞬时信号距离。