CN109375167B - 井下无源动目标定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种井下无源动目标定位方法，包括以下步骤：确定多频连续波的多个信号频率，并通过多个收发装置的发射天线按时间顺序周期循环地发射多频连续波作为测距信号，其中，同一时刻多个收发装置的发射天线所发射的信号频率各不相同，收发装置的个数大于等于4；井下无源动目标上的无源标签接收测距信号，并采用与其他无源标签不同的调制码对反馈信号进行调制后发送；经过多径信道，多个收发装置的接收天线分别接收第一个回波，并利用码的自相关特性对反馈信号进行解调，然后利用相干相位检测技术，计算载波相位；通过多频连续波测距模块得到每个收发装置与井下无源动目标之间的测距距离；通过几何定位模块确定井下无源动目标的三维位置坐标。

Description

井下无源动目标定位方法
技术领域
本发明涉及井下定位技术领域，特别涉及一种井下无源动目标定位方法。
背景技术
井下动目标的精确定位对于无人智能生产、人员安全、灾后施救等具有非常重要的意义。目前井下主要使用的是基于RFID技术的定位系统，ZigBee、WiFi、UWB技术也常得以应用。ZigBee定位技术传输速度慢、有效范围小。WiFi定位精度差，为了提高精度需要部署更多硬件设施，成本高。UWB定位技术可以实现高精度定位，但是需要配备至少两套发射装置，成本较高。有源RFID定位技术已经广泛的应用于井下定位系统，但是识别距离短、盲点距离长，定位精度一般在10米级。
以上采用的都是有源定位技术，随着智能化、无人化矿山开采技术的发展，无源定位技术亟待在此领域大力推进。目前所使用的定位算法中，基于接收的信号强度(ReceivedSignal Strength Indication，RSSI)的定位算法通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，可以在大范围内工作，但精度和可靠性较差。基于TOA/TOF的定位算法利用信号在两个收发机/反射面之间往返的飞行时间测距，存在时钟同步问题以及难以测量小的往返时间。基于AOA/DOA的定位算法通过测量信号的波达方向或波达角来估测目标位置，需要阵列天线，受角分辨率和多径限制。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种井下无源动目标定位方法，能够提高井下无源动目标的定位精度。
为达到上述目的，本发明提出了一种井下无源动目标定位方法，包括以下步骤：确定多频连续波的多个信号频率，并通过多个收发装置的发射天线按时间顺序周期循环地发射所述多频连续波作为测距信号，其中，同一时刻所述多个收发装置的发射天线所发射的信号频率各不相同，收发装置的个数大于等于4；井下无源动目标上的无源标签接收所述测距信号，并采用与其他无源标签不同的调制码对反馈信号进行调制后发送；经过多径信道，所述多个收发装置的接收天线分别接收第一个回波，并利用码的自相关特性对所述无源标签发送的反馈信号进行解调，然后利用相干相位检测技术，计算载波相位；通过多频连续波测距模块得到每个所述收发装置与所述井下无源动目标之间的测距距离；通过几何定位模块利用所述多个收发装置的位置坐标和与所述井下无源动目标之间的测距距离，确定所述井下无源动目标的三维位置坐标。
根据本发明实施例的井下无源动目标定位方法，先确定多频连续波的多个信号频率，并通过多个收发装置的发射天线按时间顺序周期循环地发射多频连续波作为测距信号，井下无源动目标上的无源标签接收测距信号，并采用与其他无源标签不同的调制码对反馈信号进行调制后发送，经过多径信道，多个收发装置的接收天线分别接收第一个回波，并利用码的自相关特性对无源标签发送的反馈信号进行解调，然后利用相干相位检测技术，计算载波相位，最后通过多频连续波测距模块得到每个收发装置与井下无源动目标之间的测距距离，通过几何定位模块利用多个收发装置的位置坐标和与井下无源动目标之间的测距距离，确定井下无源动目标的三维位置坐标，由此，能够有效地进行防碰撞，克服多径干扰，并解决周期模糊问题，从而能够大大提高测距精度，提高井下无源动目标的定位精度。
另外，根据本发明上述实施例提出的井下无源动目标定位方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，通过遗传算法或禁忌搜索算法确定最优的多频连续波的多个信号频率组合。
所述遗传算法所选择的中心频率为916MHz和2.4GHz，利用遗传算法中的选择、交叉、变异操作，在所述中心频率附近产生最优的多频连续波的多个信号频率组合。
根据本发明的一个实施例，收发装置和信号频率的个数为4，确定多频连续波的多个信号频率包括：
首先定义一个阈值方程：
其中，λi为第i个频率正弦波的波长，Z是整数集合，Rmax为可测得的最远距离，每个ai都是整数且至少有一个非零；
由下式确定T(f，Rmax)的范围：
其中，λmax、λmin分别为所产生的频率组合中最大和最小的波长值，其对应的频率分别为fmin、fmax；
设发射信号按照频率从大到小排序为f1、f2、f3、f4，则f1＝fmax、f4＝fmin、λ1＝λmin、λ4＝λmax，且带宽百分比
令各个频率相位误差的最大值为满足/>
其中，在第一个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f1、f2、f3、f4；在第二个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f2、f3、f4、f1；在第三个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f3、f4、f1、f2；在第四个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f4、f1、f2、f3；在第五个时刻，发射的信号与第一时刻相同，按此规律循环，其中，相邻两个时刻的时间间隔均为Vt。
根据本发明的一个实施例，所述相干相位检测包括：对于4个频率的测距信号，通过振荡器产生两个相同的、频率为f的正弦波信号分别用于发射端和接收端，所述无源标签发送的反馈信号通过低通滤波器和低噪声放大器进入混频器，与本振信号混频产生基带信号。
进一步地，所述收发装置与所述井下无源动目标之间的距离表示为：
其中ni是模糊数，ei是测量误差，由相位误差确定，/>的取值范围是是第i(1≤i≤4)个频率fi作用下的相位差测量值，满足/>其中/>是没有多径干扰情况下的理想相位差；
根据直接测量所得的模糊距离为
通过有约束的最小均方误差的方法来优化距离R：
约束条件是，对于所有i≠j满足：
-Rmax-λi＜niλi≤Rmax
其中Φ＝max T(f，Rmax)，表示相位误差阈值；
如果所述约束条件成立，得到无模糊的最接近真实值的距离，否则所述约束条件不成立，那么放松阈值Φ，即
Φm+1＝Φmω
其中，ω是松弛因子，为大于1的常数，m表示第m次设置阈值。
根据本发明的一个实施例，4个收发装置的位置坐标S1(x1，y1，z1)、S2(x2，y2，z2)、S3(x3，y3，z3)、S4(x4，y4，z4)，4个收发装置S1、S2、S3、S4与所述井下无源动目标之间的测距距离分别为R1、R2、R3、R4，4个收发装置与所述井下无源动目标之间的测距距离的四个球面方程可构成方程组：
对所述方程组进行求解得到所述井下无源动目标的三维位置坐标(x，y，z)。
附图说明
图1为根据本发明实施例的井下无源动目标定位方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的遗传算法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的井下无源动目标定位系统示意图；
图4为根据本发明一个实施例的井下无源动目标定位方法的流程框图；
图5为根据本发明一个实施例的三维坐标定位几何原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的井下无源动目标定位方法。
如图1所示，本发明实施例的井下无源动目标定位方法，包括以下步骤：
S1，确定多频连续波的多个信号频率，并通过多个收发装置的发射天线按时间顺序周期循环地发射多频连续波作为测距信号，其中，同一时刻多个收发装置的发射天线所发射的信号频率各不相同，收发装置的个数大于等于4。
在本发明的一个实施例中，可通过遗传算法或禁忌搜索算法确定最优的多频连续波的多个信号频率组合。
本发明以下实施例以通过遗传算法确定频率组合、收发装置和信号频率的个数为4为例。
其中，遗传算法所选择的中心频率为916MHz和2.4GHz，可利用遗传算法中的选择、交叉、变异操作，在中心频率附近产生最优的多频连续波的多个信号频率组合。
如图2所示，遗传算法可包括如下流程：开始输入：频率数为4、中心频率在916MHz和2.4GHz附近、是否精英选择、交叉概率、变异概率、停止规则；初始化频率组合；计算阈值函数的值；对个体按适应度大小排序；选择操作；交叉操作；变异操作；判断是否满足停止规则；如果是，则结束；如果否，则返回计算阈值函数的值这一步骤。
进一步地，可首先定义一个阈值方程：
其中，λi为第i个频率正弦波的波长，Z是整数集合，Rmax为可测得的最远距离，每个ai都是整数且至少有一个非零；
由下式确定T(f，Rmax)的范围：
其中，λmax、λmin分别为所产生的频率组合中最大和最小的波长值，其对应的频率分别为fmin、fmax；
设发射信号按照频率从大到小排序为f1、f2、f3、f4，则f1＝fmax、f4＝fmin、λ1＝λmin、λ4＝λmax，且带宽百分比
令各个频率相位误差的最大值为满足/>
通过遗传算法确定最优的频率组合，可最大化相位误差的容忍度。
在确定多频连续波的多个信号频率后，可通过多个收发装置的发射天线按时间顺序周期循环地发射多频连续波作为测距信号，其中，同一时刻多个收发装置的发射天线所发射的信号频率各不相同。在本发明的一个具体实施例中，在第一个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f1、f2、f3、f4；在第二个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f2、f3、f4、f1；在第三个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f3、f4、f1、f2；在第四个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f4、f1、f2、f3；在第五个时刻，发射的信号与第一时刻相同，按此规律循环，其中，相邻两个时刻的时间间隔均为Vt。
通过该周期循环的发射方式，可解决收发装置之间的干扰问题。
S2，井下无源动目标上的无源标签接收测距信号，并采用与其他无源标签不同的调制码对反馈信号进行调制后发送。
如图3所示，处于不同位置的4个收发装置S1、S2、S3、S4发射测距信号，并接收来自至少一个井下无源动目标(图中以两个井下无源动目标U1、U2为例)的反馈信号，过程中还伴随着多径信号。
在本发明的实施例中，通过采用码分多址接入(CDMA)的机制，即各个无源标签采用不同的调制码来对所发数据进行调制，从而在接收端可利用码的自相关特性对不同无源标签所发的数据进行解调，从而达到防碰撞的目的。
S3，经过多径信道，多个收发装置的接收天线分别接收第一个回波，并利用码的自相关特性对无源标签发送的反馈信号进行解调，然后利用相干相位检测技术，计算载波相位。
井下复杂的环境导致大量的多径干扰存在，相较于井下无源动目标直接的反射波，其他多径回波传输的距离长，时间久。因此，收发装置的接收天线接收到的第一个回波即作为所需要的井下无源动目标的发射波。
如图4所示，对于某一时刻4个频率的测距信号，可通过振荡器产生两个相同的、频率为f的正弦波信号分别用于发射端和接收端，无源标签发送的反馈信号可通过低通滤波器和低噪声放大器进入混频器，与本振信号混频产生基带信号。
通过相干相位检测，得到相干相位差，频率为f1、f2、f3、f4的信号的相位差分别为由此，可保证收发端的同步性能。
S4，通过多频连续波测距模块得到每个收发装置与井下无源动目标之间的测距距离。
具体地，收发装置与井下无源动目标之间的距离表示为：
其中ni是模糊数，ei是测量误差，由相位误差确定，/>的取值范围是是第i(1≤i≤4)个频率fi作用下的相位差测量值，满足其中/>是没有多径干扰情况下的理想相位差。
根据直接测量所得的模糊距离为然后通过有约束的最小均方误差的方法来优化距离R：
约束条件是，对于所有i≠j满足：
-Rmax-λi＜niλi≤Rmax
其中Φ＝max T(f，Rmax)，表示相位误差阈值。
如果约束条件成立，得到无模糊的最接近真实值的距离，否则约束条件不成立，那么放松阈值Φ，即
Φm+1＝Φmω
其中，ω是松弛因子，为大于1的常数，m表示第m次设置阈值。
下面给出约束条件的证明过程。
证明：由于且/>可得/>因为/>的取值范围为[0，2π]，所以可以得到-Rmax-λi＜niλi≤Rmax；
在理想相位差情况下得到的理想距离为R，则可得：
结合前两式可得：
S5，通过几何定位模块利用多个收发装置的位置坐标和与井下无源动目标之间的测距距离，确定井下无源动目标的三维位置坐标。
如图4所示，在得到每个收发装置与井下无源动目标之间的测距距离后，几何定位模块可基于几何定位算法确定井下无源动目标的三维位置坐标。
在三维空间中，如果采用三个收发装置S1、S2、S3，那么三个球体相交情况如图5所示，两个球面相交时，例如S1、S3的交点形成了一个图示圆环。当三个球面相交时，存在图示的两个交点(除S1、S2、S3之外的两个点)，因此需要第四个收发装置来确定唯一的位置坐标。
具体地，4个收发装置的位置坐标S1(x1，y1，z1)、S2(x2，y2，z2)、S3(x3，y3，z3)、S4(x4，y4，z4)，4个收发装置S1、S2、S。、S4与井下无源动目标之间的测距距离分别为R1、R2、R3、R4，4个收发装置与井下无源动目标之间的测距距离的四个球面方程可构成方程组：
对方程组进行求解可得到井下无源动目标的三维位置坐标(x，y，z)。
根据本发明实施例的井下无源动目标定位方法，先确定多频连续波的多个信号频率，并通过多个收发装置的发射天线按时间顺序周期循环地发射多频连续波作为测距信号，井下无源动目标上的无源标签接收测距信号，并采用与其他无源标签不同的调制码对反馈信号进行调制后发送，经过多径信道，多个收发装置的接收天线分别接收第一个回波，并利用码的自相关特性对无源标签发送的反馈信号进行解调，然后利用相干相位检测技术，计算载波相位，最后通过多频连续波测距模块得到每个收发装置与井下无源动目标之间的测距距离，通过几何定位模块利用多个收发装置的位置坐标和与井下无源动目标之间的测距距离，确定井下无源动目标的三维位置坐标，由此，能够有效地进行防碰撞，克服多径干扰，并解决周期模糊问题，从而能够大大提高测距精度，提高井下无源动目标的定位精度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种井下无源动目标定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定多频连续波的多个信号频率，并通过多个收发装置的发射天线按时间顺序周期循环地发射所述多频连续波作为测距信号，其中，同一时刻所述多个收发装置的发射天线所发射的信号频率各不相同，收发装置的个数大于等于4；
其中，通过遗传算法或禁忌搜索算法确定最优的多频连续波的多个信号频率组合；所述遗传算法所选择的中心频率为916MHz和2.4GHz，利用遗传算法中的选择、交叉、变异操作，在所述中心频率附近产生最优的多频连续波的多个信号频率组合；
确定多频连续波的多个信号频率包括：
首先定义一个阈值方程：
其中，λi为第i个频率正弦波的波长，Z是整数集合，Rmax为可测得的最远距离，每个ai都是整数且至少有一个非零；
由下式确定T(f,Rmax)的范围：
其中，λmax、λmin分别为所产生的频率组合中最大和最小的波长值，其对应的频率分别为fmin、fmax；
设发射信号按照频率从大到小排序为f1、f2、f3、f4，则f1＝fmax、f4＝fmin、λ1＝λmin、λ4＝λmax，且带宽百分比
令各个频率相位误差的最大值为满足/>
其中，在第一个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f1、f2、f3、f4；在第二个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f2、f3、f4、f1；在第三个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f3、f4、f1、f2；在第四个时刻，四个收发装置S1、S2、S3、S4发射天线发送的频率分别为f4、f1、f2、f3在第五个时刻，发射的信号与第一时刻相同，按此规律循环，其中，相邻两个时刻的时间间隔均为Vt；
井下无源动目标上的无源标签接收所述测距信号，并采用与其他无源标签不同的调制码对反馈信号进行调制后发送；
经过多径信道，所述多个收发装置的接收天线分别接收第一个回波，并利用码的自相关特性对所述无源标签发送的反馈信号进行解调，然后利用相干相位检测技术，计算载波相位；
相干相位检测包括：
对于4个频率的测距信号，通过振荡器产生两个相同的、频率为f的正弦波信号分别用于发射端和接收端，所述无源标签发送的反馈信号通过低通滤波器和低噪声放大器进入混频器，与本振信号混频产生基带信号；
通过多频连续波测距模块得到每个所述收发装置与所述井下无源动目标之间的测距距离；
其中，收发装置与所述井下无源动目标之间的距离表示为：
其中ni是模糊数，ei是测量误差，由相位误差确定，/>的取值范围是 是第i(1≤i≤4)个频率fi作用下的相位差测量值，满足其中/>是没有多径干扰情况下的理想相位差；
根据直接测量所得的模糊距离为
通过有约束的最小均方误差的方法来优化距离R：
约束条件是，对于所有i≠j满足：
-Rmax-λi＜niλi≤Rmax
其中Φ＝maxT(f，Rmax)，所述约束条件成立，得到无模糊的最接近真实值的距离，否则所述约束条件不成立，那么放松阈值Φ，即
Φm+1＝Φmω其中，ω是松弛因子，为大于1的常数，m表示第m次设置阈值；
通过几何定位模块利用所述多个收发装置的位置坐标和与所述井下无源动目标之间的测距距离，确定所述井下无源动目标的三维位置坐标。
2.根据权利要求1所述的井下无源动目标定位方法，其特征在于，4个收发装置的位置坐标S1(x1，y1，z1)、S2(x2，y2，z2)、S3(x3，y3，z3)、S4(x4，y4，z4)，4个收发装置S1、S2、S3、S4与所述井下无源动目标之间的测距距离分别为R1、R2、R3、R4，4个收发装置与所述井下无源动目标之间的测距距离的四个球面方程可构成方程组：
对所述方程组进行求解得到所述井下无源动目标的三维位置坐标(x,y,z)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174668B (zh) * 2019-04-26 2022-12-20 中国矿业大学 一种矿井无源动目标轮廓识别方法
CN111208500A (zh) * 2019-05-30 2020-05-29 中国矿业大学 一种基于无源rfid的掘进机位姿参数检测方法
CN110376551B (zh) * 2019-07-04 2021-05-04 浙江大学 一种基于声信号时频联合分布的tdoa定位方法
JP7199322B2 (ja) * 2019-08-26 2023-01-05 株式会社東芝 測距装置及び測距方法
CN110749859B (zh) * 2019-10-22 2021-06-29 清华大学 基于多载频的单基站阵列定位方法和装置
TWI736043B (zh) * 2019-11-29 2021-08-11 財團法人金屬工業研究發展中心 多目標射頻定位系統、定位方法及初始距離量測方法
CN113109800A (zh) * 2019-12-24 2021-07-13 财团法人金属工业研究发展中心 测量收发器位置的射频定位方法
CN111142068B (zh) * 2019-12-25 2022-07-12 西安交通大学 一种基于提取目标直接反射径方法的无源定位方法
CN112462324A (zh) * 2020-11-06 2021-03-09 中国矿业大学 一种室内无源动目标定位方法
TWI751790B (zh) * 2020-11-16 2022-01-01 財團法人金屬工業研究發展中心 射頻定位方法
CN117805729A (zh) * 2022-09-30 2024-04-02 华为技术有限公司 一种通信方法、通信装置及通信系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101048994A (zh) * 2004-09-07 2007-10-03 高通股份有限公司 利用互斥副载波子集的ofdm位置定位信令
CN103392367A (zh) * 2011-02-25 2013-11-13 西斯维尔科技有限公司 用于估计接收机距无线电发射机的距离的方法、用于计算移动终端的位置的有关方法、移动终端和定位设备
CN103543439A (zh) * 2013-10-04 2014-01-29 吉林大学 多目标三维超声跟踪定位系统和方法
CN105786185A (zh) * 2016-03-12 2016-07-20 浙江大学 基于连续波微多普勒雷达的非接触式手势识别系统与方法
CN205608178U (zh) * 2016-03-30 2016-09-28 安徽四创电子股份有限公司 一种近程测距雷达系统
CN107092009A (zh) * 2017-03-22 2017-08-25 深圳市西博泰科电子有限公司 一种室内定位方法及装置
CN107329142A (zh) * 2017-05-08 2017-11-07 上海交通大学 基于多频相位差的saw rfid标签测距方法
CN107356903A (zh) * 2017-06-28 2017-11-17 智坤（江苏）半导体有限公司 基于相位差测量的无源rfid定位方法和装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201006904D0 (en) * 2010-04-26 2010-06-09 Cambridge Entpr Ltd RFID TAG location systems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101048994A (zh) * 2004-09-07 2007-10-03 高通股份有限公司 利用互斥副载波子集的ofdm位置定位信令
CN103392367A (zh) * 2011-02-25 2013-11-13 西斯维尔科技有限公司 用于估计接收机距无线电发射机的距离的方法、用于计算移动终端的位置的有关方法、移动终端和定位设备
CN103543439A (zh) * 2013-10-04 2014-01-29 吉林大学 多目标三维超声跟踪定位系统和方法
CN105786185A (zh) * 2016-03-12 2016-07-20 浙江大学 基于连续波微多普勒雷达的非接触式手势识别系统与方法
CN205608178U (zh) * 2016-03-30 2016-09-28 安徽四创电子股份有限公司 一种近程测距雷达系统
CN107092009A (zh) * 2017-03-22 2017-08-25 深圳市西博泰科电子有限公司 一种室内定位方法及装置
CN107329142A (zh) * 2017-05-08 2017-11-07 上海交通大学 基于多频相位差的saw rfid标签测距方法
CN107356903A (zh) * 2017-06-28 2017-11-17 智坤（江苏）半导体有限公司 基于相位差测量的无源rfid定位方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Application of Radio Frequency Positioning Technology in TDOA System Based on Improved Genetic Algorithm;Qiaohong Zu et al.;《IEEE》;20101231;第167-171页 *

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