CN107875619A - 一种基于无源射频标签扫码的乒乓球定位方法及系统 - Google Patents

一种基于无源射频标签扫码的乒乓球定位方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无源射频标签扫码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、无源射频标签扫码测距模块、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。服务器根据无源射频阅读器接收的时延数据计算乒乓球与各阅读器的距离，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

一种基于无源射频标签扫码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无源射频标签扫码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，从而计算出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，提出一种基于无源射频标签扫码的乒乓球定位方法及系统。
无源射频标签扫码定位是指无源射频标签阅读器(又称读取器)持续发射射频信号，当某物体表面携带的无源射频标签接收到射频信号后，会产生应激反应然后发射出射频信号，无源射频标签阅读器接收该射频信号，此时无源射频标签阅读器计算发射与接收射频信号的时延，根据速度与距离公式计算无源射频标签与无源射频标签阅读器之间的距离，最终实现对某物体的定位。本发明基于无源射频标签扫码定位的乒乓球运动系统，其结构如图1所示，乒乓球桌部署多个无源射频标签阅读器，乒乓球表面携带无源射频标签，乒乓球桌固定位置部署辅助射频标签。
本发明的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，包括建立对局坐标系模块、无源射频标签扫码测距模块、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，记无源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，无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。
无源射频标签扫码测距模块：无源射频标签阅读器按照事先设置的采样时间间隔T发送射频无线信号，记录信号发送时刻，接收来自乒乓球的无线信号，记录信号接收开始时刻，得到发送与接收时刻的差值ti，1≤i≤N，然后将ti发送至服务器；服务器获取各射频标签阅读器发送的ti，计算各无源射频标签阅读器到乒乓球的距离，记为ri，1≤i≤N，ri＝(v·ti)/2，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：N个无源射频标签阅读器的位置坐标值为(xi,yi,zi)，1≤i≤N；记乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，根据N个方程联立的方程组1≤i≤N求解(x,y,z)，记方程组得到的解的个数为M；如果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；如果M＝1则判定该方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回无源射频标签扫码测距模块；如果M>1，则采用最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(x,y,z)，返回无源射频标签扫码测距模块。
消除距离测量误差模块：调取各无源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的时延数据，计算各无源射频标签阅读器到辅助射频标签的距离pi，1≤i≤N；读取N个无源射频标签阅读器与辅助射频标签的固定距离Pi，1≤i≤N；距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，1≤i≤N；利用距离测量误差ΔPi消除各射频标签阅读器到乒乓球距离ri的测量误差，即令ri＝ri+ΔPi，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，其执行顺序在求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块之后。
基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统的系统框图如图2所示。
本发明的基于无源射频标签扫码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，记无源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，无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，时间间隔T小于乒乓球的最短飞行时间。设置距离测量误差消除次数d＝0。
步骤2、无源射频标签扫码测距。
无源射频标签阅读器按照采样时间间隔T发送射频无线信号，记录信号发送时刻，接收来自乒乓球的无线信号，记录信号接收开始时刻，得到发送与接收时刻的差值ti，1≤i≤N，然后将ti发送至服务器；服务器获取各射频标签阅读器发送的ti，计算各无源射频标签阅读器到乒乓球的距离，记为ri，1≤i≤N，ri＝(v·ti)/2，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。
N个无源射频标签阅读器的位置坐标值为(xi,yi,zi)，1≤i≤N；记乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，根据N个方程联立的方程组1≤i≤N求解(x,y,z)，记方程组得到的解的个数为M；如果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；如果M＝1则判定该方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回步骤2；如果M>1，则采用最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(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，则判定此时乒乓球位置未知，返回步骤2；否则立即获取各射频标签阅读器发送无线信号和接收到辅助射频标签无线信号的时延数据，计算各阅读器到辅助射频标签的距离pi，1≤i≤N；读取N个无源射频标签阅读器与辅助射频标签的固定距离Pi，1≤i≤N；距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，1≤i≤N；利用距离测量误差ΔPi消除各射频标签阅读器到乒乓球距离ri的测量误差，即令ri＝ri+ΔPi，令距离测量误差消除次数d＝d+1＝1，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)。
基于无源射频标签扫码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)通过无源射频标签扫码定位技术的应用，可以实时地进行乒乓球定位。
(2)利用辅助射频标签计算和消除测量误差，降低了乒乓球位置估算的复杂度。
附图说明
图1是本发明的基于无源射频标签扫码定位的乒乓球运动系统的结构示意图；
图2是本发明的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统框图；
图3是本发明的基于无源射频标签扫码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。
无源射频标签扫码定位是指无源射频标签阅读器(又称读取器)持续发射射频信号，当某物体表面携带的无源射频标签接收到射频信号后，会产生应激反应然后发射出射频信号，无源射频标签阅读器接收该射频信号，此时无源射频标签阅读器计算发射与接收射频信号的时延，根据速度与距离公式计算无源射频标签与无源射频标签阅读器之间的距离，最终实现对某物体的定位。本发明基于无源射频标签扫码定位的乒乓球运动系统，其结构如图1所示，乒乓球桌部署多个无源射频标签阅读器，乒乓球表面携带无源射频标签，乒乓球桌固定位置部署辅助射频标签。射频标签阅读器发送和接收射频无线信号，然后将传播时延数据传输至服务器，服务器存储数据，计算乒乓球的实时位置。
本发明的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，包括建立对局坐标系模块、无源射频标签扫码测距模块、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，记无源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，无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个无源射频标签阅读器，即N＝3，乒乓球桌某位置固定安装1个辅助射频标签，3个无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个无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。
无源射频标签扫码测距模块：无源射频标签阅读器按照采样时间间隔T发送射频无线信号，记录信号发送时刻，接收来自乒乓球的无线信号，记录信号接收开始时刻，得到发送与接收时刻的差值ti，1≤i≤N，然后将ti发送至服务器；服务器获取各射频标签阅读器发送的ti，计算各无源射频标签阅读器到乒乓球的距离，记为ri，1≤i≤N，ri＝(v·ti)/2，其中v表示射频无线信号的传播速度，·在公式中表示乘法。本实施例中，设置采样时间间隔T＝1微秒(μs)，编号1、2和3的无源射频标签阅读器在某次数据收集时获得传播时延分别为：t1＝0.78×10-8秒(s)，t2＝1.2×10-8秒(s)，t3＝0.3×10-8秒(s)，根据公式ri＝(v·ti)/2计算各阅读器到无源射频标签(乒乓球)的距离Ri，其中v＝3×108米每秒(m/s)，得到r1＝1.17米，r2＝1.8米，r1＝0.45米。
求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块：N个无源射频标签阅读器的位置坐标值为(xi,yi,zi)，1≤i≤N；记乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，根据N个方程联立的方程组1≤i≤N求解(x,y,z)，记方程组得到的解的个数为M；如果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；如果M＝1则判定该方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回无源射频标签扫码测距模块；如果M>1，则采用最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(x,y,z)，返回无源射频标签扫码测距模块。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：调取各无源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的时延数据，计算各无源射频标签阅读器到辅助射频标签的距离pi，1≤i≤N；读取N个无源射频标签阅读器与辅助射频标签的固定距离Pi，1≤i≤N；距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，1≤i≤N；利用距离测量误差ΔPi消除各射频标签阅读器到乒乓球距离ri的测量误差，即令ri＝ri+ΔPi，返回求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块。本实施例中，各射频标签阅读器与辅助射频标签的距离为定值，记为P1＝0.65m，P2＝1.7m，P3＝1.66m(米)，调取此次计算的各阅读器到辅助射频标签的距离为p1＝0.64m，p2＝2.5m，p3＝1.64m(米)，距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，ΔP1＝0.01m，ΔP2＝-0.8m，ΔPi＝0.02m，则令ri＝ri+ΔPi，即r1＝1.18m，r2＝1m，r1＝0.47m(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)，返回无源射频标签扫码测距模块。
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，其执行顺序在求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块之后。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；调取估算出的乒乓球三轴坐标(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)。
本发明的基于无源射频标签扫码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，记无源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，无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，时间间隔T小于乒乓球的最短飞行时间。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个无源射频标签阅读器，即N＝3，乒乓球桌某位置固定安装1个辅助射频标签，3个无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个无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、无源射频标签扫码测距。
无源射频标签阅读器按照采样时间间隔T发送射频无线信号，记录信号发送时刻，接收来自乒乓球的无线信号，记录信号接收开始时刻，得到发送与接收时刻的差值ti，1≤i≤N，然后将ti发送至服务器；服务器获取各射频标签阅读器发送的ti，计算各无源射频标签阅读器到乒乓球的距离，记为ri，1≤i≤N，ri＝(v·ti)/2，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的无源射频标签阅读器在某次数据收集时获得传播时延分别为：t1＝0.78×10-8秒(s)，t2＝1.2×10-8秒(s)，t3＝0.3×10-8秒(s)，根据公式ri＝(v·ti)/2计算各阅读器到无源射频标签(乒乓球)的距离Ri，其中v＝3×108米每秒(m/s)，得到r1＝1.17米，r2＝1.8米，r1＝0.45米。
步骤3、求解乒乓球的三维空间坐标方程组。
N个无源射频标签阅读器的位置坐标值为(xi,yi,zi)，1≤i≤N；记乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，根据N个方程联立的方程组1≤i≤N求解(x,y,z)，记方程组得到的解的个数为M；如果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；如果M＝1则判定该方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回步骤2；如果M>1，则采用最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(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，则判定此时乒乓球位置未知，返回步骤2；否则立即获取各射频标签阅读器发送无线信号和接收到辅助射频标签无线信号的时延数据，计算各阅读器到辅助射频标签的距离pi，1≤i≤N；读取N个无源射频标签阅读器与辅助射频标签的固定距离Pi，1≤i≤N；距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，1≤i≤N；利用距离测量误差ΔPi消除各射频标签阅读器到乒乓球距离ri的测量误差，即令ri＝ri+ΔPi，令距离测量误差消除次数d＝d+1＝1，返回步骤3。本实施例中，各射频标签阅读器与辅助射频标签的距离为定值，记为P1＝0.65m，P2＝1.7m，P3＝1.66m(米)，此时d＝1，立即获取各射频标签阅读器发送无线信号和接收到辅助射频标签无线信号的时延数据，计算各阅读器到辅助射频标签的距离为p1＝0.64m，p2＝2.5m，p3＝1.64m(米)，距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，ΔP1＝0.01m，ΔP2＝-0.8m，ΔPi＝0.02m，则令ri＝ri+ΔPi，即r1＝1.18m，r2＝1m，r1＝0.47m(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；调取估算出的乒乓球三轴坐标(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)

1.一种基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，其特征在于包括建立对局坐标系模块、无源射频标签扫码测距模块、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所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，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，记无源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，无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所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，其无源射频标签扫码测距模块的特征在于：无源射频标签阅读器按照事先设置的采样时间间隔T发送射频无线信号，记录信号发送时刻，接收来自乒乓球的无线信号，记录信号接收开始时刻，得到发送与接收时刻的差值ti，1≤i≤N，然后将ti发送至服务器；服务器获取各射频标签阅读器发送的ti，计算各无源射频标签阅读器到乒乓球的距离，记为ri，1≤i≤N，ri＝(v·ti)/2，其中v表示射频无线信号的传播速度。
4.根据权利要求1所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，其求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块的特征在于：N个无源射频标签阅读器的位置坐标值为(xi,yi,zi)，1≤i≤N；记乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，根据N个方程联立的方程组1≤i≤N求解(x,y,z)，记方程组得到的解的个数为M；如果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；如果M＝1则判定该方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回无源射频标签扫码测距模块；如果M>1，则采用最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(x,y,z)，返回无源射频标签扫码测距模块。
5.根据权利要求1所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，其消除距离测量误差模块的特征在于：调取各无源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的时延数据，计算各无源射频标签阅读器到辅助射频标签的距离pi，1≤i≤N；读取N个无源射频标签阅读器与辅助射频标签的固定距离Pi，1≤i≤N；距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，1≤i≤N；令ri＝ri+ΔPi，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所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位系统，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)。
7.一种基于无源射频标签扫码的乒乓球定位方法，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、无源射频标签扫码测距；
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所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位方法，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，记无源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，无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：无源射频标签阅读器按照采样时间间隔T发送射频无线信号，记录信号发送时刻，接收来自乒乓球的无线信号，记录信号接收开始时刻，得到发送与接收时刻的差值ti，1≤i≤N，然后将ti发送至服务器；服务器获取各射频标签阅读器发送的ti，计算各无源射频标签阅读器到乒乓球的距离，记为ri，1≤i≤N，ri＝(v·ti)/2，其中v表示射频无线信号的传播速度。
9.根据权利要求7所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位方法，其步骤3的特征在于：N个无源射频标签阅读器的位置坐标值为(xi,yi,zi)，1≤i≤N；记乒乓球的x-y-z三轴坐标值为(x,y,z)，根据N个方程联立的方程组1≤i≤N求解(x,y,z)，记方程组得到的解的个数为M；如果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；如果M＝1则判定该方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回步骤2；如果M>1，则采用最小二乘法估算乒乓球的位置坐标值(x,y,z)，返回步骤2。
10.根据权利要求7所述的基于无源射频标签扫码的乒乓球定位方法，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，则判定此时乒乓球位置未知，返回步骤2；否则立即获取各射频标签阅读器发送无线信号并接收到辅助射频标签无线信号的时延数据，计算各阅读器到辅助射频标签的距离pi，1≤i≤N；读取N个无源射频标签阅读器与辅助射频标签的固定距离Pi，1≤i≤N；距离测量误差ΔPi＝Pi-pi，1≤i≤N；利用距离测量误差ΔPi消除各射频标签阅读器到乒乓球距离ri的测量误差，即令ri＝ri+ΔPi，令距离测量误差消除次数d＝d+1＝1，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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