CN116866826A - 一种超高频无源rfid标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质 - Google Patents
一种超高频无源rfid标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116866826A CN116866826A CN202310677412.8A CN202310677412A CN116866826A CN 116866826 A CN116866826 A CN 116866826A CN 202310677412 A CN202310677412 A CN 202310677412A CN 116866826 A CN116866826 A CN 116866826A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tag
- distance
- time sequence
- state information
- reader
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 20
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 claims description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002790 cross-validation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/02—Services making use of location information
- H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
- H04W4/026—Services making use of location information using location based information parameters using orientation information, e.g. compass
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/0772—Physical layout of the record carrier
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
- G06K7/10297—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves arrangements for handling protocols designed for non-contact record carriers such as RFIDs NFCs, e.g. ISO/IEC 14443 and 18092
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
- H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
- H04B17/318—Received signal strength
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/02—Services making use of location information
- H04W4/029—Location-based management or tracking services
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Abstract
本发明公开了一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质,包括:获取移动标签参量的时间序列;基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列;基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列;基于预定的时间窗值,选取当前时刻前后时间窗口内的标签距离增量状态信息编码序列,并估计标签移动方向。本发明利用信号强度与相位信息的加权值更合理的评估移动标签的方向,可满足对仓库、超市物品出入管理以及对物体的运动模式判别等应用需求,在定位应用中成本低,准确度高。
Description
技术领域
本发明属于超高频无源RFID技术领域,涉及一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质。
背景技术
RFID技术主要应用于自动识别与室内定位领域。其中超高频RFID阅读器通过电磁波反射耦合的方式来识别超高频RFID标签,具有远距离读取以及群读的优势。另外,无源的超高频RFID标签相较于有源2.4G设备,具有体积小、重量轻、成本低、寿命长,能应用于不同的环境等优势。因此超高频RFID技术成为进行自动识别与室内定位的重要技术手段。现在的RFID标签移动方向判断主要依赖接收信号强度或相位信息的单个特征值。但单一信号特征估计标签移动方向具有较多的局限性,例如:有人提出一种使用多天线采集相同频点下的相位,利用相位差判断标签运动方向的方法;但并未考虑标签远离天线时阅读器读取速率下降的问题,也未关注多个天线获取信息的时间同步问题。有人提出一种通过两个不同频率下标签与阅读器的相位角来判断标签阅读器与RFID电子标签间的距离的方法,并且预先采集训练环境下的数据输入到SVM算法中进行训练,然后对实时信号数据分析。并未涉及标签的其他特征参数,且需要多个天线,部署成本较高。还有人提出一种通过多天线获取的相位差的正负判断标签的运动方向的方法,但并未涉及超高频信号由于半波长太短,相位模糊性问题。目前主流的研究是单一特征参数进行特征值估距,尚未开展对多个特征参数进行RFID标签移动方向估计的研究。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中未开展对多个特征参数进行RFID标签移动方向估计研究的问题,提供一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,包括
步骤1:获取移动标签参量的时间序列;
步骤2:基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列;
步骤3:基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列;
步骤4:基于预定的时间窗值,选取当前时刻前后时间窗口内的标签距离增量状态信息编码序列,并估计标签移动方向;
步骤5:评估标签移动方向估计结果的合理性,若评估结果为不合理,则更新步骤1到步骤4中的计算参数,直至标签移动方向估计结果合理;若评估结果为合理,则保持当前计算参数。
本发明的进一步改进在于:
进一步的,移动标签参量的时间序列包括:参量信息包括标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列;其中,标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列,分别为:
其中,t0,t1,t2,......ti是读写器获取标签参量信息的时间序列。
进一步的,基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列,具体为:
读写器天线接收信号强度与距离的函数关系为:
读写器天线接受相位与距离的函数关系为:
标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列分别为公式(5)和公式(6)所示:
其中,d为读写器天线与标签之间的距离;λ为波长;Pr为信号强度,f(d)为关于距离d的函数。
进一步的,基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息;具体为:基于标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息;
任一给定时刻的标签距离增量状态信息是通过计算当前时刻的标签距离与前一时刻的标签距离的差值确定;在标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列中,选取两个任意相邻采样点,两个采样点的关系为:
Δdi=di-di-1 (7)
其中,Δdi表示两个采样点的距离差;
判断采样点的距离差Δdi与标签移动状态改变的阈值δ的关系,具体为:
进一步的,对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列,具体为:
其中,sgn()为符号函数,ΔDi为标签距离增量状态信息编码序列;
在一个时间窗内,标签返回信号强度和标签返回相位的标签距离增量状态信息编码序列分别如公式(9)和公式(10)所示:
进一步的,估计标签移动方向,具体为:
其中,ai为每个数据的权重值,取值范围[0,1];,Th1,Th2分别是判断标签远离、靠近天线的阈值。
进一步的,估计标签移动方向,还包括:判断基于标签返回信号强度的估计标签移动方向与基于标签返回相位估计标签移动方向是否相同;若相同,则判决结果一致,确认标签移动状态;若不相同,对分别进行权重赋值,确认标签移动状态。
一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计系统,包括:
第一获取模块,所述第一获取模块获取移动标签参量的时间序列;
第二获取模块,所述第二获取模块基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列;
第三获取模块,所述第三获取模块基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列;
预估模块,所述预估模块基于预定的时间窗值,选取当前时刻前后时间窗口内的标签距离增量状态信息编码序列,并估计标签移动方向;
判断模块,所述判断模块评估标签移动方向估计结果的合理性,若评估结果为不合理,则更新计算参数,直至标签移动方向估计结果合理;若评估结果为合理,则保持当前计算参数。
一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列,并进一步的得到标签距离增量状态信息,同时对标签距离增量状态信息进行编码,再选取当前时刻前后时间窗口内的距离增量状态信息编码序列数据进行标签一维移动方向估计,并对标签移动方向估计结果的合理性进行评估并调整计算参数。本发明利用信号强度与相位信息的加权值更合理的评估移动标签的方向,可满足对仓库、超市物品出入管理以及对物体的运动模式判别等应用需求,在定位应用中成本低,准确度高。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法的一种流程图;
图2为本发明的超高频无源RFID标签一维移动方向估计系统结构图;
图3为本发明的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法的另一种流程图;
图4为信号强度与标签和天线之间距离的关系图;
图5为相位与标签和天线之间的距离关系图;
图6为时间窗口随标签与读写器天线之间的距离变化而动态变化的示意图图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,若出现术语“水平”,并不表示要求部件绝对水平,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参见图1,本发明公布了一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,包括
S101:获取移动标签参量的时间序列;
移动标签参量的时间序列包括:参量信息包括标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列;从读写器接收的标签返回信号中获取接收信号强度的时间序列和接收信号相位的时间序列。
其中,标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列,分别为:
其中,t0,t1,t2,......ti是读写器获取标签参量信息的时间序列。
S102:基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列。
读写器天线接收信号强度与距离的函数关系为:
读写器天线接受相位与距离的函数关系为:
标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列分别为公式(5)和公式(6)所示:
其中,d为读写器天线与标签之间的距离;λ为波长;Pr为信号强度,f(d)为关于距离d的函数。
S103:基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列。
基于标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息;
任一给定时刻的标签距离增量状态信息是通过计算当前时刻的标签距离与前一时刻的标签距离的差值确定;在标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列中,选取两个任意相邻采样点,两个采样点的关系为:
Δdi=di-di-1 (7)
其中,Δdi表示两个采样点的距离差;
判断采样点的距离差Δdi与标签移动状态改变的阈值δ的关系,具体为:
对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列,具体为:
其中,sgn()为符号函数,ΔDi为标签距离增量状态信息编码序列;
在一个时间窗内,标签返回信号强度和标签返回相位的标签距离增量状态信息编码序列分别如公式(9)和公式(10)所示:
S104:基于预定的时间窗值,选取当前时刻前后时间窗口内的标签距离增量状态信息编码序列,并估计标签移动方向。
估计标签移动方向,具体为:
其中,ai为每个数据的权重值,取值范围[0,1];,Th1,Th2分别是判断标签远离、靠近天线的阈值。
估计标签移动方向还包括:判断基于标签返回信号强度的估计标签移动方向与基于标签返回相位估计标签移动方向是否相同;若相同,则判决结果一致,确认标签移动状态;若不相同,对分别进行权重赋值,确认标签移动状态。
S105:评估标签移动方向估计结果的合理性,若评估结果为不合理,则更新S101到S104中的计算参数,直至标签移动方向估计结果合理;若评估结果为合理,则保持当前计算参数。
参见图2,本发明公布了一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计系统,包括:
第一获取模块,所述第一获取模块获取移动标签参量的时间序列;
第二获取模块,所述第二获取模块基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列;
第三获取模块,所述第三获取模块基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列;
预估模块,所述预估模块基于预定的时间窗值,选取当前时刻前后时间窗口内的标签距离增量状态信息编码序列,并估计标签移动方向;
判断模块,所述判断模块评估标签移动方向估计结果的合理性,若评估结果为不合理,则更新计算参数,直至标签移动方向估计结果合理;若评估结果为合理,则保持当前计算参数。
实施例:本发明提供一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法的流程示意图,参见图3,具体如下:
S1:读写器获取移动标签参量的时间序列,参量信息包括标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列。
S2:基于移动标签参量的时间序列计算标签相对读写器天线的距离的时间序列。
S3:基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列。
S4:选取时间窗口内的距离增量状态信息编码序列进行标签移动方向估计,其中移动方向估计状态信息包括远离、保持和靠近三种结果,保持状态包括停止与摆动两种状态。
S5:生成标签一维移动方向判决结果信息时间序列,对判决结果进行评估;若评估结果为不合理,则修正步骤S1至步骤S4涉及的计算参数,否则保持当前计算参数。
其中,S1中读写器获取标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列,具体为:
其中,t0,t1,t2,......ti是读写器获取标签参量信息的时间序列。
S2中计算标签相对读写器天线的距离的时间序列具体过程举例如下:
本发明中对于信号强度、相位信息关于标签与天线之间的距离关系如图4和图5所示。由图4和图5可得,随着标签和天线之间距离的增加,信号强度单调递减,而相位周期重复。为了更清晰的说明本发明的方法,以下示例中的相位时间序列取值在一个周期内。
读写器天线接收信号强度与距离的函数关系为:
Pr(d)=f(d)
d=f-1(Pr(d))
读写器天线接受相位与距离的函数关系为:
对于信号强度的时间序列和相位的时间序列可以得到距离序列:
示例性的,对于S3中计算标签距离增量的编码序列,具体举例如下:
在一个相位周期内,距离与相位函数关系单调。
选取两个任意相邻采样点,两个采样点的关系为:
Δdi=di-di-1
其中,Δdi表示两个采样点的距离差;
判断采样点的距离差Δdi与标签移动状态改变的阈值δ的关系,具体为:
其中,δ为标签移动状态改变的阈值。
某一时刻的Δdi不能充分说明标签移动方向,为了使标签移动方向估计更加可靠,进一步对Δdi进行量化编码。
设ΔDi为Δdi的量化编码值。若:
其中,sgn()为符号函数,ΔDi为标签距离增量状态信息编码序列;
在一个时间窗内,标签返回信号强度和标签返回相位的标签距离增量状态信息编码序列分别如下式表示:
若:
其中,ai为每个数据的权重值,取值范围[0,1];,Th1,Th2分别是判断标签远离、靠近天线的阈值
由上可知,距离标签距离的时间序列有Dr,Dφ两组。判断基于标签返回信号强度的估计标签移动方向与基于标签返回相位估计标签移动方向是否相同;若相同,则判决结果一致,确认标签移动状态;若不相同,对 分别进行权重赋值,确认标签移动状态。
因此∑(ai·ΔDi)有2类情况需要说明:
和/>判决结果一致。
和/>判决结果不一致。
为信号强度对应的距离序列,/>为相位对应的距离序列。
示例性的,对于S4中对于时间窗口的描述数学形式表达对于给定的当前时刻t,选取时间窗口[t-T1,t+T2],T1为t时刻之前的T1时间内,T2为t之后的T2时间内,其中T1=n1·ΔT,T2=n2·ΔT,其中ΔT为标签距离时间序列的时间间隔。
设δ=2cm,有距离差的时间序列:
设Th1=Th2=0.1,在给定时间t的时间窗内前后时刻都采集到参量的n1=n2=3个时间序列,则有:
分别计算设权重按照比例分配,即/>
本实例中,相位具有较高的可靠性,其相对于信号强度受到环境和传输介质等方面的影响较小,在较长距离的传输情况下也能稳定保持。本实施例中,和判决结果不一致,本发明所述方法中更相信相位的结果,则根据相位时间序列得到的方向估距结果拥有更高的权重。示例性的,b1=0.3,b2=0.7,计算
则对标签移动状态的估计为标签远离天线。
示例性的,如图6所示,随着天线与标签之间距离的增加,读写器的读取速率单调下降。因此时间窗需要根据天线与标签之间距离的变化动态变化。
对于S5对于移动标签运动状态判决结果合理性的评估具体举例如下:
为了得到回归模型在预测结果上的高准确率,需要从训练样本中尽可能的获取样本的普遍规律。示例性的,在传送带场景下,RFID读写器识别贴有标签的物品的移动状态。利用5折交叉验证法将时间序列划分测试集与训练集,通过网格搜索法从滑动时间窗口长度的变化规律Ltm(d)=Aen中选择最优值,然后利用测试集验证其有效性,获得多分类变量分类结果的混淆矩阵:
其中,查全率设该模型的合理性在于查全率≥95%。如果查全率≥95%,则认为该回归模型适用,对于移动标签的判决结果合理。否则,认为该模型不合理,需要调整模型参数使其查全率≥95%。
本发明对移动标签的方向估计利用移动标签的多个参量信息,通过计算标签相对读写器天线距离的时间序列,得到标签相对读写器天线距离增量的编码序列,在动态时间窗口内合理估计当前时刻标签一维移动方向状态信息。
本发明一实施例提供的终端设备。该实施例的终端设备包括:处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中,并由所述处理器执行,以完成本发明。
所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括,但不仅限于,处理器、存储器。
所述处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块,所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,实现所述终端设备的各种功能。
所述终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,其特征在于,包括
步骤1:获取移动标签参量的时间序列;
步骤2:基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列;
步骤3:基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列;
步骤4:基于预定的时间窗值,选取当前时刻前后时间窗口内的标签距离增量状态信息编码序列,并估计标签移动方向;
步骤5:评估标签移动方向估计结果的合理性,若评估结果为不合理,则更新步骤1到步骤4中的计算参数,直至标签移动方向估计结果合理;若评估结果为合理,则保持当前计算参数。
2.根据权利要求1所述的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,其特征在于,所述移动标签参量的时间序列包括:参量信息包括标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列;其中,标签返回信号强度的时间序列和标签返回相位的时间序列,分别为:
其中,t0,t1,t2,......ti是读写器获取标签参量信息的时间序列。
3.根据权利要求2所述的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,其特征在于,所述基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列,具体为:
读写器天线接收信号强度与距离的函数关系为:
读写器天线接受相位与距离的函数关系为:
标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列分别为公式(5)和公式(6)所示:
其中,d为读写器天线与标签之间的距离;λ为波长;Pr为信号强度,f(d)为关于距离d的函数。
4.根据权利要求3所述的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,其特征在于,所述基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息;具体为:基于标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息;
任一给定时刻的标签距离增量状态信息是通过计算当前时刻的标签距离与前一时刻的标签距离的差值确定;在标签返回信号强度和标签返回相位相对读写器天线距离的时间序列中,选取两个任意相邻采样点,两个采样点的关系为:
Δdi=di-di-1 (7)
其中,Δdi表示两个采样点的距离差;
判断采样点的距离差Δdi与标签移动状态改变的阈值δ的关系,具体为:
5.根据权利要求4所述的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,其特征在于,所述对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列,具体为:
其中,sgn()为符号函数,ΔDi为标签距离增量状态信息编码序列;
在一个时间窗内,标签返回信号强度和标签返回相位的标签距离增量状态信息编码序列分别如公式(9)和公式(10)所示:
6.根据权利要求5所述的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,其特征在于,所述估计标签移动方向,具体为:
其中,ai为每个数据的权重值,取值范围[0,1];,Th1,Th2分别是判断标签远离、靠近天线的阈值。
7.根据权利要求6所述的超高频无源RFID标签一维移动方向估计方法,其特征在于,所述估计标签移动方向,还包括:判断基于标签返回信号强度的估计标签移动方向与基于标签返回相位估计标签移动方向是否相同;若相同,则判决结果一致,确认标签移动状态;若不相同,对分别进行权重赋值,确认标签移动状态。
8.一种超高频无源RFID标签一维移动方向估计系统,其特征在于,包括:
第一获取模块,所述第一获取模块获取移动标签参量的时间序列;
第二获取模块,所述第二获取模块基于移动标签参量的时间序列,获取移动标签相对读写器天线距离的时间序列;
第三获取模块,所述第三获取模块基于移动标签相对读写器天线距离的时间序列,获取标签距离增量状态信息,并对标签距离增量状态信息进行编码,获得标签距离增量状态信息编码序列;
预估模块,所述预估模块基于预定的时间窗值,选取当前时刻前后时间窗口内的标签距离增量状态信息编码序列,并估计标签移动方向;
判断模块,所述判断模块评估标签移动方向估计结果的合理性,若评估结果为不合理,则更新计算参数,直至标签移动方向估计结果合理;若评估结果为合理,则保持当前计算参数。
9.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310677412.8A CN116866826A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种超高频无源rfid标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310677412.8A CN116866826A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种超高频无源rfid标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116866826A true CN116866826A (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=88234851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310677412.8A Pending CN116866826A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种超高频无源rfid标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116866826A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117195934A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 双胞胎(集团)股份有限公司 | 一种耳标的跟踪方法及养殖数据采集方法 |
-
2023
- 2023-06-08 CN CN202310677412.8A patent/CN116866826A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117195934A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 双胞胎(集团)股份有限公司 | 一种耳标的跟踪方法及养殖数据采集方法 |
CN117195934B (zh) * | 2023-11-07 | 2024-02-20 | 双胞胎(集团)股份有限公司 | 一种耳标的跟踪方法及养殖数据采集方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shangguan et al. | STPP: Spatial-temporal phase profiling-based method for relative RFID tag localization | |
Su et al. | An effective frame breaking policy for dynamic framed slotted Aloha in RFID | |
US8537014B2 (en) | RFID tag movement determination | |
CN116866826A (zh) | 一种超高频无源rfid标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质 | |
Nguyen et al. | A dynamic-range-based algorithm for reader-tag collision avoidance deployment in RFID networks | |
Su et al. | Q-value fine-grained adjustment based RFID anti-collision algorithm | |
CN104091184A (zh) | 电子标签检测方法及系统 | |
CN110954863A (zh) | 一种面向存储物品定位的rfid定位方法 | |
CN103955657A (zh) | 一种基于盲分离的帧时隙超高频rfid系统防碰撞方法 | |
CN112859033A (zh) | 目标探测的方法、装置及相关设备 | |
El-Awamry et al. | Smart notch detection techniques for robust frequency coded chipless RFID systems | |
CN110954864A (zh) | 一种基于rfid技术的定位方法 | |
CN112198507A (zh) | 人体跌倒特征的检测方法及装置 | |
Sokoudjou et al. | Chipless rfid tag implementation and machine-learning workflow for robust identification | |
CN116738144A (zh) | 基于rfid的人体行为检测方法、装置、介质及设备 | |
Mohammad et al. | A high-Q planar multi-resonator for UWB chipless RFID tagging and sensing application | |
EP3206158B1 (en) | Rfid reader and method for recognizing rfid tags | |
Ferdous et al. | Comparative analysis of tag estimation algorithms on RFID EPC Gen-2 performance | |
CN111178100B (zh) | 射频识别的rfid标签数量估计方法 | |
Zhang et al. | Vehicular localization with using china electronic license plate system | |
Hadj-Mihoub-Sidi-Moussa et al. | Phase selector for RFID localization system based on RSSI filter | |
Bagirathi et al. | Tag detection in RFID system based on RSSI technique for LF and HF passive tags | |
Tubail et al. | Accuracy Limits of Chipless RFID Based Indoor Localization System at THz band | |
US11502727B2 (en) | Classification of objects in the proximity of an NFC reader device | |
Qiu et al. | RFID tag ranging measurement based on multi-frequency carrier phase difference |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |