CN107703483A - 一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法及系统 - Google Patents

一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法及系统 Download PDF

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CN107703483A CN201711072468.1A CN201711072468A CN107703483A CN 107703483 A CN107703483 A CN 107703483A CN 201711072468 A CN201711072468 A CN 201711072468A CN 107703483 A CN107703483 A CN 107703483A
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严军荣
卢玉龙
陈彦琦
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Abstract

本发明公开了一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法及系统。其系统包括建立对局坐标系模块、计算相对距离差模块、求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块、消除距离测量误差模块、显示对局坐标值模块。其中显示对局坐标值模块是可选模块。服务器根据有源射频阅读器接收信号时刻的差值计算乒乓球与各阅读器的相对距离差，通过求解多个方程联立的方程组的解得到乒乓球的空间位置；当存在较大误差导致方程组无解时根据各阅读器与辅助射频标签的距离差进行一次距离测量误差的消除。本发明解决了基于物联网的乒乓球运动系统不能简单有效地计算处于运动状态的乒乓球的实时位置的问题。

Description

一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法及系统
技术领域
本发明属于智能乒乓球运动技术领域，特别是涉及一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法及系统。
背景技术
目前对乒乓球运动定位的方案主要有两类，一种是计算机视觉分析方法，一种是信号触发判断方法。
计算机视觉分析方法主要通过多台高速高清摄像机实时采集乒乓球运动时的录像，对录像中的每个图像进行目标识别和空间定位后形成数据，再通过滤波和跟踪计算乒乓球的位置，该方法的缺点是计算复杂度高。
信号触发判断方法是通过安装在乒乓球台和球网的压电传感器获取因受到乒乓球撞击而产生的震动信号，比较多个震动信号的强度和产生时间，从而计算乒乓球的撞击位置和大致的运动轨迹，该方案的缺点是不能定位乒乓球在空中的位置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是基于物联网的乒乓球运动系统不能简单有效地计算处于运动状态的乒乓球的实时位置的问题，提出一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法及系统。
有源射频标签阅读定位是指某物体携带的有源射频标签定时发送射频信号，有源射频标签阅读器接收到射频信号，通过接收信号的时间差值计算有源标签与每个有源射频标签阅读器之间的距离差，最终实现对某物体的定位。本发明基于有源射频标签阅读定位的乒乓球运动系统，其结构如图1所示，乒乓球桌部署多个有源射频标签阅读器，有源射频标签附着于乒乓球，乒乓球桌固定位置部署辅助射频标签。
本发明的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，包括建立对局坐标系模块、计算相对距离差模块、求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块、消除距离测量误差模块、显示对局坐标值模块。其中显示对局坐标值模块是可选模块。
建立对局坐标系模块：服务器获取乒乓球运动系统中各组件的信息，记有源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，有源射频标签阅读器按照某种顺序(例如从左到右或从上到下的顺序)编号为i，1≤i≤N；对局坐标系的坐标值表示为(x,y,z,h)，其中，x、y、z表示以乒乓球桌正中心为原点建立的x-y-z三轴坐标系的坐标值，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上，h表示球桌指示坐标值。
计算相对距离差模块：乒乓球上携带的有源射频标签按照事先设置的采样时间间隔T发送无线信号，有源射频标签阅读器接收无线信号，记录接收时刻值ti，1≤i≤N，将接收时刻值ti发送至服务器；服务器获取接收时刻值ti，计算接收时刻值之差，记为Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，计算各阅读器到乒乓球的距离差，记为Δrij＝v·Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，其中v表示射频无线信号的传播速度。
求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块：采用方程组i≠j计算乒乓球的x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，其中(xi,yi,zi)表示N个有源射频标签阅读器的三轴坐标值，1≤i≤N；记方程组解的个数为M；若M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，进入消除距离测量误差模块；若M＝1，则判定方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回计算相对距离差模块；否则采用已有的最小二乘法估算乒乓球的三轴坐标值(x,y,z)，返回计算相对距离差模块。
消除距离测量误差模块：调取有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差，记为pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；调取有源射频标签阅读器与有源射频辅助标签的固定位置坐标值，计算其固定的相对距离差，记为Pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；利用距离测量误差ΔPij消除各射频标签阅读器到乒乓球相对距离差Δrij的测量误差，即令Δrij＝Δrij+ΔPij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，返回求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块。
显示对局坐标值模块：调取乒乓球x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，将乒乓球桌两侧分别编号为A和B；当(x,y,z)符合编号A乒乓球桌的坐标值特征时，则球桌指示坐标值h＝A，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,A)；否则球桌指示坐标值h＝B，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,B)。显示对局坐标值模块作为可选项，在求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块之后执行。
基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统的系统框图如图2所示。
本发明的基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法按以下步骤：
步骤1、建立对局坐标系及设置初始值。
服务器获取乒乓球运动系统中各组件的信息，记有源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，有源射频标签阅读器按照某种顺序(例如从左到右或从上到下的顺序)编号为i，1≤i≤N；对局坐标系的坐标值表示为(x,y,z,h)，其中，x、y、z表示以乒乓球桌正中心为原点建立的x-y-z三轴坐标系的坐标值，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上，h表示球桌指示坐标值。设置采样时间间隔T，采样时间间隔T小于乒乓球的最短飞行时间(根据历史数据统计获得)。设置距离测量误差消除次数d＝0。
步骤2、计算相对距离差。
乒乓球上携带的有源射频标签按照采样时间间隔T发送无线信号，有源射频标签阅读器接收无线信号，记录接收时刻值ti，1≤i≤N，将接收时刻值ti发送至服务器；服务器获取接收时刻值ti，计算接收时刻值之差，记为Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，计算各阅读器到乒乓球的距离差，记为Δrij＝v·Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，其中v表示射频无线信号的传播速度。
步骤3、求解乒乓球的三维空间坐标方程组。
采用方程组i≠j计算乒乓球的x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，其中(xi,yi,zi)表示N个有源射频标签阅读器的三轴坐标值，1≤i≤N；记方程组解的个数为M；若M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，令d＝d+1，进入步骤4；若M＝1，则判定方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回步骤2；否则采用最小二乘法估算乒乓球的三轴坐标值(x,y,z)，返回步骤2。
步骤4、消除距离测量误差。
如果距离测量误差消除次数d>1，则提示误差太大，无法计算位置，返回步骤2；否则调取有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差，记为pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；调取有源射频标签阅读器与有源射频辅助标签的固定位置坐标值，计算其固定的相对距离差，记为Pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；令Δrij＝Δrij+ΔPij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，返回步骤3。
步骤5、显示对局坐标值。(可选步骤)
调取乒乓球x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，将乒乓球桌两侧分别编号为A和B；当(x,y,z)符合编号A乒乓球桌的坐标值特征时，则球桌指示坐标值h＝A，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,A)；否则球桌指示坐标值h＝B，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,B)。
基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法流程图，如图3所示。
本发明的方法及系统具有的优点是：
(1)通过有源射频标签识别定位技术的应用，可以实时地进行乒乓球定位。
(2)利用辅助射频标签计算并消除测量误差，降低了乒乓球位置估算的复杂度
附图说明
图1是本发明的基于有源射频标签识别定位的乒乓球运动系统的结构示意图；
图2是本发明的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统框图；
图3是本发明的基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法流程图；
图4是本发明实施例的乒乓球对局三维空间坐标系示意图；
具体实施方式
下面对本发明优选实施例作详细说明。
有源射频标签阅读定位是指某物体携带的有源射频标签定时发送射频信号，有源射频标签阅读器接收到射频信号，通过接收信号的时间差计算有源标签与每个有源射频标签阅读器之间的距离差，最终实现对某物体的定位。本发明基于有源射频标签阅读定位的乒乓球运动系统，其结构如图1所示，乒乓球桌部署多个有源射频标签阅读器，有源射频标签附着于乒乓球，乒乓球桌固定位置部署辅助射频标签。有源射频标签定时发送射频无线信号，有源射频标签阅读器记录接收时刻值，然后发送接收时刻值数据至服务器，服务器获取接收时刻值数据，计算乒乓球的实时位置。
本发明的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，包括建立对局坐标系模块、计算相对距离差模块、求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块、消除距离测量误差模块、显示对局坐标值模块。其中显示对局坐标值模块是可选模块。
建立对局坐标系模块：服务器获取乒乓球运动系统中各组件的信息，记有源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，有源射频标签阅读器按照某种顺序(例如从左到右或从上到下的顺序)编号为i，1≤i≤N；对局坐标系的坐标值表示为(x,y,z,h)，其中，x、y、z表示以乒乓球桌正中心为原点建立的x-y-z三轴坐标系的坐标值，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上，h表示球桌指示坐标值。本实施例中，乒乓球桌上部署3个有源射频标签阅读器，即N＝3，乒乓球桌某位置固定安装1个辅助射频标签，3个有源射频标签阅读器分别编号为1、2、3；建立对局坐标系，其坐标值表示为(x,y,z,h)，其中(x,y,z)表示以乒乓球桌正中心为原点建立的三轴坐标系的值，三轴坐标系的x轴为沿乒乓球桌窄边向右，y轴为沿乒乓球桌中轴线向右，z轴为垂直于地面向上；h表示球桌指示坐标值，h等于A或B，如图4所示；根据球桌尺寸得到3个有源射频标签阅读器的三轴坐标值为(0.7625,0,0)、(-0.7625,-1.37,0)、(-0.7625,0,0.15)，射频辅助标签的三轴坐标值为(0.7625,-0.65,0)，单位为米。
计算相对距离差模块：乒乓球上携带的有源射频标签按照事先设置的采样时间间隔T发送无线信号，有源射频标签阅读器接收无线信号，记录接收时刻值ti，1≤i≤N，将接收时刻值ti发送至服务器；服务器获取接收时刻值ti，计算接收时刻值之差，记为Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，计算各阅读器到乒乓球的距离差，记为Δrij＝v·Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，其中v表示射频无线信号的传播速度。本实施例中，设置采样时间间隔T＝1微秒(μs)，编号1、2和3的阅读器在某次数据收集时获得传播时延的时刻值之差分别为：Δt12＝-0.34×10-8秒(s)，Δt23＝-0.9×10-8秒(s)，Δt31＝0.48×10-8秒(s)，根据公式Δrij＝v·Δtij计算各阅读器到有源射频标签(乒乓球)的距离Δrij，其中v＝3×108米每秒(m/s)，得到Δr12＝-0.63米，Δr23＝-1.35米，Δr31＝0.72米。
求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块：采用方程组i≠j计算乒乓球的x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，其中(xi,yi,zi)表示N个有源射频标签阅读器的三轴坐标值，1≤i≤N；记方程组解的个数为M；若M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，进入消除距离测量误差模块；若M＝1，则判定方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回计算相对距离差模块；否则采用已有的最小二乘法估算乒乓球的三轴坐标值(x,y,z)，返回计算相对距离差模块。本实施例中，设乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，则根据3个阅读器的坐标值得到3个方程，根据此次数据收集时的3个测量位置得到3个方程，分别为： 和求解3个方程组成的方程组，无解，即M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，进入消除距离测量误差模块。
消除距离测量误差模块：调取有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差，记为pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；调取有源射频标签阅读器与有源射频辅助标签的固定位置坐标值，计算其固定的相对距离差，记为Pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；利用距离测量误差ΔPij消除各射频标签阅读器到乒乓球相对距离差Δrij的测量误差，即令Δrij＝Δrij+ΔPij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，返回求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块。本实施例中，有源射频标签阅读器与辅助射频标签的相对距离差为定值，记为P12＝1.05m，P23＝-0.04m，P31＝-1.01m(米)，调取此次计算的有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差为p12＝0.86m，p23＝-0.86m，p31＝-1m(米)，距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，ΔP12＝0.19m，ΔP23＝0.82m，ΔP31＝-0.01m，则令Δrij＝Δrij+ΔPij，即Δr12＝-0.44m，Δr23＝-0.53m，Δr31＝0.71m(米)，返回求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块。
在求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块中对此次数据消除误差后得到3个方程，分别为： 和求解3个方程组成的方程组，x、y、z存在线性关系为3.05x+2.74y＝-2.27，2.74y+0.3z＝-1.08，3.05x-0.3z＝-1.19，则M在空间中符合上述线性关系的所有点，即M>1，采用已有的最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(x,y,z)＝(-0.36,-0.42,0.22)，返回计算相对距离差模块。
显示对局坐标值模块：调取乒乓球x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，将乒乓球桌两侧分别编号为A和B；当(x,y,z)符合编号A乒乓球桌的坐标值特征时，则球桌指示坐标值h＝A，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,A)；否则球桌指示坐标值h＝B，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,B)。显示对局坐标值模块作为可选项，在求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块之后执行。本实施例中，当三轴坐标系中的y值小于0时，即y<0时，则球桌指示坐标值h＝A；否则球桌指示坐标值h＝B；调取估算的乒乓球三轴坐标(x,y,z)＝(-0.36,-0.42,0.22)，其中y<0，则球桌指示坐标值h＝A，显示乒乓球对局坐标值为(-0.36,-0.42,0.22,A)。
本发明的基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法按以下步骤：
步骤1、建立对局坐标系及设置初始值。
服务器获取乒乓球运动系统中各组件的信息，记有源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，有源射频标签阅读器按照某种顺序(例如从左到右或从上到下的顺序)编号为i，1≤i≤N；对局坐标系的坐标值表示为(x,y,z,h)，其中，x、y、z表示以乒乓球桌正中心为原点建立的x-y-z三轴坐标系的坐标值，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上，h表示球桌指示坐标值。设置采样时间间隔T，采样时间间隔T小于乒乓球的最短飞行时间(根据历史数据统计获得)。设置距离测量误差消除次数d＝0。本实施例中，乒乓球桌上部署3个有源射频标签阅读器，即N＝3，乒乓球桌某位置固定安装1个辅助射频标签，3个有源射频标签阅读器分别编号为1、2、3；建立对局坐标系，其坐标值表示为(x,y,z,h)，其中(x,y,z)表示以乒乓球桌正中心为原点建立的三轴坐标系的值，三轴坐标系的x轴为沿乒乓球桌窄边向右，y轴为沿乒乓球桌中轴线向右，z轴为垂直于地面向上；h表示球桌指示坐标值，h等于A或B，如图4所示；根据球桌尺寸得到3个有源射频标签阅读器的三轴坐标值为(0.7625,0,0)、(-0.7625,-1.37,0)、(-0.7625,0,0.15)，射频辅助标签的三轴坐标值为(0.7625,-0.65,0)，单位为米。设置采样时间间隔T＝1微秒(μs)。设置距离测量误差消除次数d＝0。
步骤2、计算相对距离差。
乒乓球上携带的有源射频标签按照采样时间间隔T发送无线信号，有源射频标签阅读器接收无线信号，记录接收时刻值ti，1≤i≤N，将接收时刻值ti发送至服务器；服务器获取接收时刻值ti，计算接收时刻值之差，记为Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，计算各阅读器到乒乓球的距离差，记为Δrij＝v·Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，其中v表示射频无线信号的传播速度。本实施例中，采样时间间隔T＝1微秒(μs)，编号1、2和3的阅读器在某次数据收集时获得传播时延的时刻值之差分别为：Δt12＝-0.34×10-8秒(s)，Δt23＝-0.9×10-8秒(s)，Δt31＝0.48×10-8秒(s)，根据公式Δrij＝v·Δtij计算各阅读器到有源射频标签(乒乓球)的距离Δrij，其中v＝3×108米每秒(m/s)，得到Δr12＝-0.63米，Δr23＝-1.35米，Δr31＝0.72米。
步骤3、求解乒乓球的三维空间坐标方程组。
采用方程组i≠j计算乒乓球的x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，其中(xi,yi,zi)表示N个有源射频标签阅读器的三轴坐标值，1≤i≤N；记方程组解的个数为M；若M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，令d＝d+1，进入步骤4；若M＝1，则判定方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回步骤2；否则采用最小二乘法估算乒乓球的三轴坐标值(x,y,z)，返回步骤2。本实施例中，设乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，则根据3个阅读器的坐标值得到3个方程，根据此次数据收集时的3个测量位置得到3个方程，分别为：
和求解3个方程组成的方程组，无解，即M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，令d＝d+1＝1.进入步骤4。
步骤4、消除距离测量误差。
如果距离测量误差消除次数d>1，则提示误差太大，无法计算位置，返回步骤2；否则调取有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差，记为pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；调取有源射频标签阅读器与有源射频辅助标签的固定位置坐标值，计算其固定的相对距离差，记为Pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；令Δrij＝Δrij+ΔPij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，返回步骤3。本实施例中，有源射频标签阅读器与辅助射频标签的相对距离差为定值，记为P12＝1.05m，P23＝-0.04m，P31＝-1.01m(米)，此时d＝1，调取此时有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算各阅读器到辅助射频标签的相对距离差p12＝0.86m，p23＝-0.86m，p31＝-1m(米)，距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，ΔP12＝0.19m，ΔP23＝0.82m，ΔP31＝-0.01m，则令Δrij＝Δrij+ΔPij，即Δr12＝-0.44m，Δr23＝-0.53m，Δr31＝0.71m(米)，返回步骤3。
在步骤3中对此次数据消除误差后得到3个方程，分别为： 和求解3个方程组成的方程组，x、y、z存在线性关系为3.05x+2.74y＝-2.27，2.74y+0.3z＝-1.08，3.05x-0.3z＝-1.19，则M在空间中符合上述线性关系的所有点，即M>1，采用已有的最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(x,y,z)＝(-0.36,-0.42,0.22)，返回步骤2。
步骤5、显示对局坐标值。(可选步骤)
调取乒乓球x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，将乒乓球桌两侧分别编号为A和B；当(x,y,z)符合编号A乒乓球桌的坐标值特征时，则球桌指示坐标值h＝A，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,A)；否则球桌指示坐标值h＝B，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,B)。本实施例中，当三轴坐标系中的y值小于0时，即y<0时，则球桌指示坐标值h＝A；否则球桌指示坐标值h＝B；调取估算的乒乓球三轴坐标(x,y,z)＝(-0.36,-0.42,0.22)，其中y<0，则球桌指示坐标值h＝A，显示乒乓球对局坐标值为(-0.36,-0.42,0.22,A)。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其特征在于包括建立对局坐标系模块、计算相对距离差模块、求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块、消除距离测量误差模块。
2.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其建立对局坐标系模块的特征在于：服务器获取乒乓球运动系统中各组件的信息，记有源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，有源射频标签阅读器编号为i，1≤i≤N；对局坐标系的坐标值表示为(x,y,z,h)，其中，x、y、z表示以乒乓球桌正中心为原点建立的x-y-z三轴坐标系的坐标值，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上，h表示球桌指示坐标值。
3.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其计算相对距离差模块的特征在于：乒乓球上携带的有源射频标签按照事先设置的采样时间间隔T发送无线信号，有源射频标签阅读器接收无线信号，记录接收时刻值ti，1≤i≤N，将接收时刻值ti发送至服务器；服务器获取接收时刻值ti，计算接收时刻值之差，记为Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，计算各阅读器到乒乓球的距离差，记为Δrij＝v·Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，其中v表示射频无线信号的传播速度。
4.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块的特征在于：采用方程组i≠j计算乒乓球的x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，其中(xi,yi,zi)表示N个有源射频标签阅读器的三轴坐标值，1≤i≤N；记方程组解的个数为M；若M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，进入消除距离测量误差模块；若M＝1，则判定方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回计算相对距离差模块；否则采用最小二乘法估算乒乓球的三轴坐标值(x,y,z)，返回计算相对距离差模块。
5.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其消除距离测量误差模块的特征在于：调取有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差，记为pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；调取有源射频标签阅读器与有源射频辅助标签的固定位置坐标值，计算其固定的相对距离差，记为Pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；令Δrij＝Δrij+ΔPij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，返回求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块。
6.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其特征还包括显示对局坐标值模块：调取乒乓球x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，将乒乓球桌两侧分别编号为A和B；当(x,y,z)符合编号A乒乓球桌的坐标值特征时，则球桌指示坐标值h＝A，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,A)；否则球桌指示坐标值h＝B，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,B)。
7.一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法，其特征在于包括：
步骤1、建立对局坐标系及设置初始值；
步骤2、计算相对距离差；
步骤3、求解乒乓球的三维空间坐标方程组；
步骤4、消除距离测量误差；
步骤5、显示对局坐标值。
8.根据权利要求7所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法，其步骤1和步骤2的特征在于：
步骤1：服务器获取乒乓球运动系统中各组件的信息，记有源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，有源射频标签阅读器编号为i，1≤i≤N；对局坐标系的坐标值表示为(x,y,z,h)，其中，x、y、z表示以乒乓球桌正中心为原点建立的x-y-z三轴坐标系的坐标值，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上，h表示球桌指示坐标值；设置采样时间间隔T；设置距离测量误差消除次数d＝0；
步骤2：乒乓球上携带的有源射频标签按照采样时间间隔T发送无线信号，有源射频标签阅读器接收无线信号，记录接收时刻值ti，1≤i≤N，将接收时刻值ti发送至服务器；服务器获取接收时刻值ti，计算接收时刻值之差，记为Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，计算各阅读器到乒乓球的距离差，记为Δrij＝v·Δtij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，其中v表示射频无线信号的传播速度。
9.根据权利要求7所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法，其步骤3的特征在于：采用方程组i≠j计算乒乓球的x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，其中(xi,yi,zi)表示N个有源射频标签阅读器的三轴坐标值，1≤i≤N；记方程组解的个数为M；若M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，令d＝d+1，进入步骤4；若M＝1，则判定方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回步骤2；否则采用最小二乘法估算乒乓球的三轴坐标值(x,y,z)，返回步骤2。
10.根据权利要求7所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法，其步骤4和步骤5的特征在于：
步骤4：如果距离测量误差消除次数d>1，则提示误差太大，无法计算位置，返回步骤2；否则调取有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差，记为pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；调取有源射频标签阅读器与有源射频辅助标签的固定位置坐标值，计算其固定的相对距离差，记为Pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；距离测量误差ΔPij＝Pij-pij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；令Δrij＝Δrij+ΔPij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，返回步骤3；
步骤5：调取乒乓球x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，将乒乓球桌两侧分别编号为A和B；当(x,y,z)符合编号A乒乓球桌的坐标值特征时，则球桌指示坐标值h＝A，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,A)；否则球桌指示坐标值h＝B，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,B)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112435479A (zh) * 2020-11-09 2021-03-02 浙江大华技术股份有限公司 目标物体违章检测方法、装置、计算机设备及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048857A (ja) * 2000-08-02 2002-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 球の軌道算出装置
CN1672755A (zh) * 2004-03-24 2005-09-28 杨爱儒 数字化球类体育运动
CN101320092A (zh) * 2008-07-16 2008-12-10 黄以华 一种基于无线射频识别技术的定位方法
CN102892140A (zh) * 2012-09-27 2013-01-23 清华大学 一种基于时间差测量的天线切换式射频定位方法
CN103344942A (zh) * 2013-06-17 2013-10-09 清华大学 控制节点、异步定位方法与系统
GB2544561A (en) * 2015-11-23 2017-05-24 Time Machine Capital Ltd Tracking system and method for determining relative movement of a player within a playing arena
CN107003381A (zh) * 2014-10-07 2017-08-01 Xyz 互动技术公司 用于定向和定位的设备和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048857A (ja) * 2000-08-02 2002-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 球の軌道算出装置
CN1672755A (zh) * 2004-03-24 2005-09-28 杨爱儒 数字化球类体育运动
CN101320092A (zh) * 2008-07-16 2008-12-10 黄以华 一种基于无线射频识别技术的定位方法
CN102892140A (zh) * 2012-09-27 2013-01-23 清华大学 一种基于时间差测量的天线切换式射频定位方法
CN103344942A (zh) * 2013-06-17 2013-10-09 清华大学 控制节点、异步定位方法与系统
CN107003381A (zh) * 2014-10-07 2017-08-01 Xyz 互动技术公司 用于定向和定位的设备和方法
GB2544561A (en) * 2015-11-23 2017-05-24 Time Machine Capital Ltd Tracking system and method for determining relative movement of a player within a playing arena

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112435479A (zh) * 2020-11-09 2021-03-02 浙江大华技术股份有限公司 目标物体违章检测方法、装置、计算机设备及系统

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