CN106093851A

CN106093851A - 一种隧道里rfid直线定位方法

Info

Publication number: CN106093851A
Application number: CN201610362683.4A
Authority: CN
Inventors: 刘建华; 刘国买; 薛醒思; 洪茂雄; 聂作先
Original assignee: Fujian University of Technology
Current assignee: Fujian University of Technology
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2016-11-09

Abstract

本发明公开了一种隧道里RFID直线定位方法，提出一种三角形计算直线距离算法公式，并提出一种校正方法，方法简单，有利于提高定位精度。本发明的隧道直线定位方法相对比较简单，模型更清晰可靠。计算方法也要简洁，不需要解二次二元方程组。模型计算中硬件量要减少一个阅读器，成本要降低。

Description

一种隧道里RFID直线定位方法

技术领域

本发明涉及射频技术应用领域，尤其涉及一种隧道里RFID直线定位方法。

背景技术

RFID室内的平面定位方法，主要利用多个阅读器与定位移动标签信号检测，并由已发阅读的固定坐标位置及辅助的参考标签的信号与位置，根据定位算法来计算待定位标签的平面坐标位置。其中有一个核心技术方案是基于信号强度测量阅读器与待定位标签的信号，然后根据多阅读器的方法计算其待定位标签的坐标位置。现有一个比较普通的计算方法是根据参考标签与阅读的信号强度，和待定标签与阅读器的信号强度。由参考标签的坐标位置，由两种信号强度的比例关系估算出待定位标签的位置。

现有定位方法采用平面定位方式，对每个移动标签定位需要三个阅读器RFID，同时采集待定位标签的距离。再用几何计算方法计算每一个移动标签的平面坐标。

已知三个RFID阅读器点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)，它们到待定位标签点节点(x，y)的距离通过RSSI公式计算方法测距，分别为r1、r2、r3。

建立如下方程：

解此方程可得移动标签坐标(x,y).

(1)平面坐标方法一次定位需要三个阅读器RFID，成本过高。再利用一个阅读器去校正，至少需要四个阅读器。

(2)计算方法比较复杂，需要解二次方程组.因有两解，需要外加第四阅读器RFID去确定一个解。

(3)隧道环境比较简单，不需要过于复杂的计算方法与模型。只需要计算其离入口的直线距离即可，并且可以减少阅读器完成直线距离定位。

以上定位技术能够确定移动标签在室内的平面坐标。需要更的参考标签，设备与算法比较复杂。在隧道施工中，由于宽度固定有限，可采用直线定位方法，需要采用通用的平面定位技术，可以减少隧道使用设备，减少费用和网络系统复杂性。本发明提出一种在隧道中直线定位技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道里RFID直线定位方法，也就是只定位待定位移动标签离出口的直线距离。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种隧道里RFID直线定位方法，包括以下步骤：

步骤(一)，设定出口O点为原点，第一参考点A、第二参考点B与待定位移动标签D呈三角分布，第一参考点A、第二参考点B分别固定有RFID阅读器，第一参考点A、第二参考点B与出口O点的直线距离分别为x_A,x_B；

步骤(二)，根据第一参考点A处的RFID阅读器和第二参考点B处的RFID阅读器收到的待定位移动标签D的信号强度，通过RSSI公式计算待定位移动标签D点到第一参考点A、第二参考点B两点的检测距离，分别为d₁、d₂；

步骤(三)，根据式(1)计算三角形DAB中角A角度的余弦，

其中，t＝x_B－x_A＝AB，d₁＝AD，d₂＝BD；

根据式(2)计算D点到A的水平距离x_AD，x_AD＝d₁*COSA，即，

根据式(3)计算D点离出口的直线距离x_D：

x_D＝x_A+x_AD,即，

步骤(四)，校正移动标签D点的坐标距离，包括以下步骤：

设定第三参考点C，第三参考点C处固定有RFID阅读器，第三参考点C与出口O点的直线距离为x_C；

重复步骤(二)，通过RSSI公式计算待定位移动标签D点到第三参考点C点的检测距离d₃；

重复步骤(三)，以三角形DAC中的参数计算D点离出口的直线距离x′_D；重复步骤(三)，以三角形DBC中的参数计算D点离出口的直线距离x″_D；待定位移动标签D点离出口O点的距离采用式(4)计算，即为：

得出最终待定位称动标签的直线定位坐标。

本发明的有益效果是：

本发明提出一种直线定位的方法，适应隧道施工这种简单环境，其计算模型可以减省阅读器，可阅读器数量，成本降低。

本发明提出一种三角形计算直线距离算法公式，并提出一种校正方法。方法简单，有利于提高定位精度。

相对于现有技术，本发明的效果包括：

本发明的隧道直线定位方法相对比较简单，模型更清晰可靠。

计算方法也要简洁，不需要解二次二元方程组。

模型计算中硬件量要减少一个阅读器，成本要降低。

术语解释：

RFID：来自英文名Radio Frequency Identification，为射频识别，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

阅读器(Reader)：读取或标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器(如：C5000W)或固定式读写器。

标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，俗称电子标签或智能标签。

附图说明

图1为本发明隧道直线定位原理示意图；

图2为图1中余弦角度计算示意图；

图3为校正步骤原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本发明隧道直线定位原理示意图，图2为图1中余弦角度计算示意图，图3为校正步骤原理示意图，图1中，标志为RFID阅读器，标志为待定位移动标签。

结合图1、图2、图3所示，本发明的一种隧道里RFID直线定位方法，包括以下步骤：

步骤(三)，根据式(1)计算三角形DAB中角A角度的余弦，

其中，t＝x_B－x_A＝AB，d₁＝AD，d₂＝BD；

根据式(2)计算D点到A的水平距离x_AD，x_AD＝d₁*COSA，即，

根据式(3)计算D点离出口的直线距离x_D：

x_D＝x_A+x_AD,即，

步骤(四)，校正移动标签D点的坐标距离，包括以下步骤：

得出最终待定位称动标签的直线定位坐标。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

Claims

1.一种隧道里RFID直线定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(三)，根据式(1)计算三角形DAB中角A角度的余弦，

其中，t＝x_B－x_A＝AB，d₁＝AD，d₂＝BD；

根据式(2)计算D点到A的水平距离x_AD，x_AD＝d₁*COSA，即，

根据式(3)计算D点离出口的直线距离x_D：

x_D＝x_A+x_AD,即，

步骤(四)，校正移动标签D点的坐标距离，包括以下步骤：

重复步骤(三)，以三角形DAC中的参数计算D点离出口的直线距离x′_D；

重复步骤(三)，以三角形DBC中的参数计算D点离出口的直线距离x″_D；

待定位移动标签D点离出口O点的距离采用式(4)计算，即为：

X_{D} = \frac{x_{D} + {x^{,}}_{D} + {x^{,,}}_{D}}{3} - - - (4);

得出最终待定位称动标签的直线定位坐标。