CN108038400A - 基于rfid的三维空间定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID的三维空间定位方法，以第一电子阅读器为球心，R1为半径的球形区域为第一区域，以第二电子阅读器为球心，R2为半径的球形区域为第二区域，以第三电子阅读器为球心，R3为半径的球形区域为第三区域，第一区域、第二区域和第三区域两两相交，当相交体数目为0个、1个或2个时，表示空间传播干扰较大，直接舍去结果再次测量；当相交体数目为3个，4个，5个或6个时，求出这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标，根据这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标通过加权系数计算得出电子标签的坐标，从而实现对电子标签的空间定位。本发明的有益效果为：其定位结果精准。

Description

基于RFID的三维空间定位方法

技术领域

本发明涉及一种基于RFID的三维空间定位方法。

背景技术

在一些狭小空间，或有屏蔽物遮挡的局域，尤其在医疗行业，传感器用在人体内的情况。对于传感器的精确空间定位变得十分重要，而射频识别(RFID)定位技术以其非接触、高灵敏度，小体积和低成本等优点，在这种场合下成为一种重要技术选择。然而现有的定位结果不够精准，存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RFID的三维空间定位方法，其定位结果精准。

为实现上述目的，本发明的技术方案是

一种基于RFID的三维空间定位方法，

包括电子标签、第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器，电子标签和第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器之间分别通过电磁耦合来实现空间耦合，

包括如下步骤

1）第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器分别通过天线与电子标签无线通信，第一阅读器得到第一阅读器与电子标签的距离为R1，第二阅读器得到第二阅读器与电子标签的距离为R2，第三阅读器得到第三阅读器与电子标签的距离为R3，

以第一电子阅读器为球心，R1为半径的球形区域为第一区域，以第二电子阅读器为球心，R2为半径的球形区域为第二区域，以第三电子阅读器为球心，R3为半径的球形区域为第三区域，

2）第一区域、第二区域和第三区域两两相交，

当相交体数目为0个、1个或2个时，表示空间传播干扰较大，直接舍去结果再次测量；

当相交体数目为3个，4个，5个或6个时，

求出这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标，根据这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标通过加权系数计算得出电子标签的坐标，从而实现对电子标签的空间定位。

本发明的工作原理为：当相交体数目为0个、1个或2个时，表示空间传播干扰较大，直接舍去结果再次测量；当相交体数目为3个，4个，5个或6个时，求出这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标，根据这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标通过加权系数计算得出电子标签的坐标，从而实现对电子标签的空间定位。

本发明的有益效果为：其定位结果精准。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

一种基于RFID的三维空间定位系统，包括电子标签、第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器，电子标签和第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器之间分别通过电磁耦合来实现空间耦合，

第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器分别通过天线与电子标签无线通信，第一阅读器得到第一阅读器与电子标签的距离为R1，第二阅读器得到第二阅读器与电子标签的距离为R2，第三阅读器得到第三阅读器与电子标签的距离为R3，

以第一电子阅读器为球心，R1为半径的球形区域为第一区域，以第二电子阅读器为球心，R2为半径的球形区域为第二区域，以第三电子阅读器为球心，R3为半径的球形区域为第三区域，

第一区域、第二区域和第三区域两两相交，

当相交体数目为0个、1个或2个时，表示空间传播干扰较大，直接舍去结果再次测量；

当相交体数目为3个，4个，5个或6个时，

求出这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标，根据这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标通过加权系数计算得出电子标签的坐标，从而实现对电子标签的空间定位。

当第一区域、第二区域和第三区域两两相交且共有六个相交体时，求出这六个相交体的重心坐标，记为SP，6个相交体重心坐标放入矩阵SP中，则SP=[SP1，SP2，SP3，SP4，SP5，SP6]。其重心的距离为：

（其中x₁、y₁、z₁为电子标签的坐标，x_ij、y_ij、z_ij分别为各相交体重心的坐标）根据6个相交体重心坐标通过加权计算得出电子标签的坐标。

将加权系数放入矩阵H中，当有6个相交体重心时，令H =[h1，h2，h3，h4，h5，h6]。且满足h1+h2+h3+h4+h5+h6=1。

在一开始定位空间确定部分选取了1, 2, 3, 4, 5, 6六个坐标点其实是三个阅读器分别形成的三个球面相交形成的六个坐标点。

可以得出加权系数为：

当相交体数目为3个，4个，5个时候，加权公式依次类推分别为：

将求出的h值按照从大到小的顺序重新放入矩阵H中，将H转置为列矩阵，记为H'然后取出之前排序好的矩阵SP，按照公式进行矩阵相乘得出标签一次坐标P_Tagl：

依次以三个接收功率最强的阅读器为基准求出P_Tag1，P_Tag2，P_Tag3，P_Tag4。对于求出的4个坐标值再次进行加权，多次实验结果得出，对此4个坐标加权时采用等置信度处理定位效果最好，所以标签最终坐标为：

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于RFID的三维空间定位方法，

包括电子标签、第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器，电子标签和第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器之间分别通过电磁耦合来实现空间耦合，

其特征在于，包括如下步骤

1）第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器分别通过天线与电子标签无线通信，第一阅读器得到第一阅读器与电子标签的距离为R1，第二阅读器得到第二阅读器与电子标签的距离为R2，第三阅读器得到第三阅读器与电子标签的距离为R3，

以第一电子阅读器为球心，R1为半径的球形区域为第一区域，以第二电子阅读器为球心，R2为半径的球形区域为第二区域，以第三电子阅读器为球心，R3为半径的球形区域为第三区域，

2）第一区域、第二区域和第三区域两两相交，

当相交体数目为0个、1个或2个时，表示空间传播干扰较大，直接舍去结果再次测量；

当相交体数目为3个，4个，5个或6个时，

求出这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标，根据这3个、4个、5个或6个相交体的重心坐标通过加权系数计算得出电子标签的坐标，从而实现对电子标签的空间定位。