CN117192477A - 基于rfid的体内定位标测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗设备领域,具体涉及一种基于RFID的体内定位标测系统,通过先构建包括天线、RFID定位目标物、RFID参考标签阵列、RFID阅读器和数据处理装置的体内定位标测系统,使用过程中,所有天线将实时接收RFID定位目标物及RFID参考标签反馈的射频信号,先以RFID参考标签阵列上的RFID参考标签为参照计算天线的测距误差,利用RFID定位目标物的反馈信号确定最近的RFID参考标签,通过RFID参考标签的坐标和测距误差计算得到RFID定位目标物的坐标。本发明的方法用较少的射频装置,将基于RFID射频识别的定位技术应用到了人体内的定位,既不影响术中其他设备的正常运行,又能排除误差保证定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域,具体涉及一种基于RFID的体内定位标测系统。
背景技术
医疗导航定位系统涉及三维空间中目标物的跟踪定位,目标物装置包括导管、导丝、导引器(鞘管)、探针、活检工具等,应用领域包括肺支气管定位导航、心脏介入治疗导航、肾动脉消融导航、内窥镜导航等,近来,微创介入手术因其具有创伤小,疼痛轻和恢复快等优点,正逐渐成为治疗的有效方法,得到广泛的认可和使用,而定位标测技术是其中最为核心的部分,其作用是在无CT情况下实现手术中的实时定位,建立三维模型,精准定位病灶点。
目前,RFID射频识别技术在医疗领域中的应用常见于手术器械管理、样品数据管理、设备位置追踪、设备使用程序状态追踪等,极少涉及到用于手术中人体内的应用。例如,公开号为CN101598792A的专利,公开了一种基于射频识别的小空间区域内高精度三维定位装置,应用与室内定位,该装置包括射频识别标签组件和阅读器天线阵列等多个电路和模块,由其附图4和说明书对应文字可知,将使待定位物体处于大量天线组成的三维天线阵列之内。但在医疗领域,一方面由于手术过程中可能使用各种仪器设备,为了不影响其他设备的正常工作,基于RFID射频识别的定位技术在手术中人体内的应用难度极大,另一方面,医疗领域对体内定位的精度要求高,而人体会吸收射频信号,给人体内的RFID精确定位增加了难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中难以将RFID定位应用到医疗领域体内定位、且定位难度大的问题,提供一种基于RFID的体内定位标测系统。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种基于RFID的体内定位标测系统,包括天线、RFID定位目标物、RFID参考标签阵列、RFID阅读器和数据处理装置,
所述RFID参考标签阵列中,每个RFID参考标签用于接收来自天线的激励信号和向天线发送第一反馈信号;
所述RFID定位目标物用于接收激励信号和向天线发送第二反馈信号;
所述RFID阅读器用于通过所述天线发送激励信号以及接收第一反馈信号和第二反馈信号并将所述第一反馈信号和第二反馈信号传输给所述数据处理装置;
所述数据处理装置用于根据第一反馈信号和RFID参考标签阵列的实际位置计算天线的测距误差,根据第二反馈信号选取RFID参考标签,利用选取的RFID参考标签的坐标结合测距误差计算RFID定位目标物的坐标。
优选的,所述RFID定位目标物为安装有微型RFID标签的活检工具、射频消融导管、脉冲治疗导管或超声导管。
优选的,天线至少包括三组。
优选的,多组天线位于同一水平面上,并且其朝向与使得电磁波穿过患者身体并能够激活RFID参考标签阵列。
优选的,所述RFID参考标签阵列位于以各组天线作为顶点构成的正多边形之内。
进一步的,所述根据第一反馈信号和RFID参考标签阵列的实际位置计算天线的测距误差的具体方法包括:
S1,利用第一反馈信号包含的信号强度信息计算该天线与该RFID参考标签的测量距离dij,其中i表示第i个天线收到的第一反馈信号,j表示第j个RFID参考标签;
S2,计算第i个天线与第j个RFID参考标签之间的实际距离Dij与所述测量距离dij之间的差值errij;所述差值errij即第i个天线相对于第j个RFID参考标签的测距误差。
优选的,当天线个数大于3时,选取误差最小的三组天线作为优势天线组。
进一步的,所述根据第二反馈信号选取最近的RFID参考标签的具体包括:利用第二反馈信号包含的信号强度信息计算该天线与该RFID参考标签的测量距离d;根据测量距离d选取最近的三个RFID参考标签。
优选的,RFID参考标签阵列的多个RFID参考标签两两之间等间距分布在水平的参考标签阵列板上。
进一步的,计算RFID定位目标物的坐标(x,y,z),采用以下公式进行计算:
其中,k表示所述最近的三个RFID参考标签中的第k个,xk,yk表示该RFID参考标签的x轴和y轴坐标,wk表示第k个RFID参考标签坐标的权重;
zRSSI为通过第二反馈信号包含的信号强度信息计算出的z轴坐标,zphase为通过第二反馈信号包含的相位信息计算出的z轴坐标。
进一步的,所述第k个RFID参考标签坐标的权重,采用以下公式进行计算:
errk为最近的三个RFID参考标签中第k个RFID参考标签测量距离的误差。
优选的,所述参考标签阵列板具有弧形面且所述弧形面将RFID定位目标物围绕,RFID参考标签阵列的多个RFID参考标签两两之间等间距分布在所述弧形面上。
优选的,RFID定位目标物在所述弧形面所围成的空间内运动。
进一步的,计算RFID定位目标物的坐标(x,y,z),采用以下公式进行计算:
其中,k表示所述最近的三个RFID参考标签中的第k个,xk,yk,zk表示该RFID参考标签的x轴、y轴和z轴坐标,wk表示第k个RFID参考标签坐标的权重。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、本发明通过先构建包括天线、RFID定位目标物、RFID参考标签阵列、RFID阅读器和数据处理装置的体内定位标测系统,使用过程中,所有天线将实时接收RFID定位目标物及RFID参考标签反馈的射频信号,先以RFID参考标签阵列上的RFID参考标签为参照计算天线的测距误差,利用RFID定位目标物的反馈信号确定最近的RFID参考标签,通过RFID参考标签的坐标和测距误差计算得到RFID定位目标物的坐标。本发明的方法用较少的射频装置,将基于RFID射频识别的定位技术应用到了人体内的定位,既不影响术中其他设备的正常运行,又能结合参考标签的坐标来排除误差保证定位精度。
附图说明
图1为一种基于RFID的体内定位标测系统的系统原理图。
图2为实施例1的实现方式示意图。
图3为实施例1的算法流程图。
图4为实施例2的实现方式示意图。
图5为实施例2的算法流程图。
图6是本发明实施例3中直导管中RFID标签排布的样例图。
图7是本发明实施例3中环状导管RFID标签排布的样例图。
附图标记:101-定位标测工作站,102-RFID定位装置,201-定位标测工作站,202-阅读器与定位标测工作站的连接线,203-阅读器,204-天线连接线,205-RFID参考标签阵列板,206-RFID参考标签,207-患者,208-RFID定位目标物,209-天线,401-定位标测工作站,402-阅读器与定位标测工作站连接线,403-阅读器,404-天线连接线,405为参考标签阵列环,406-参考标签,407-患者,408-RFID定位目标物,409-天线,410-天线支架,411-描述系统所用的空间坐标系,412-RFID标签,413-定位导管。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本发明基于RFID的体内定位标测系统的基本构成如图1所示,包括数据处理装置和RFID定位装置,其中数据处理装置为定位标测工作站101,负责定位信号处理及病人信息管理;RFID定位装置102负责采集并解析人体内RFID定位目标物发出的信号。
RFID定位目标物为安装有微型RFID标签的活检工具、射频消融导管、脉冲治疗导管或超声导管等。
针对上述的RFID定位装置102,本实施例提供了一种基于RFID的体内定位标测系统的实现方式,如图2所示,该方式借助参考标签阵列,基于RFID中的接收信号强度和相位信息实现定位。
定位标测工作站201负责存储、管理病人基本信息和治疗数据、射频数据处理、术中实时导管定位跟踪及三维建模等。阅读器203负责在RFID标签和定位标测工作站201之间进行信息传输,阅读器通电之后能够通过天线109发送高频电磁波,然后将RFID定位目标物208的射频信号采集下来,再经过解析后将有效信息传输至定位标测工作站201。RFID参考标签阵列板205平行于XOY平面(地平面),在手术过程中,患者207躺卧于参考标签阵列板205上。206为RFID参考标签,RFID参考标签为多个,等间距的分布在参考标签阵列板205上,用于在手术环境用于计算对RFID定位目标物208的定位数据。207为患者。RFID定位目标物208术中时在患者的体内。需要说明的是,基于本发明的原理,当患者运动范围超过参考标签阵列板时,依然可以计算得到RFID定位目标物的坐标,但为了保证较高的精度,需要使RFID定位目标物处于RFID参考标签存在的范围之内,或者与RFID参考标签的距离较近,优选的,在本实施例中RFID定位目标物在水平方向上的运动范围不超过参考标签阵列板205的大小。209为天线,天线有多个,分布在患者周围俯视患者,天线摆放有以下要求:一方面,位置要相对固定或易于测算,因为在后续计算中,天线到RFID参考标签之间的距离是已知的,另一方面,需要患者的身体在天线和RFID参考标签中间,天线朝向要确保电磁波可以穿过患者身体并能够激活患者身下的RFID参考标签,这样经过身体产生损耗后的电磁波参与到RFID参考标签的定位信息计算中。天线与天线之间具有任意距离都能实现测量,不影响计算公式的表达形式,但相邻的天线之间的距离相等时,分布测量误差最小,天线的均分分布保证标签周围各个角度上的信号分布均匀。从测量的准确性考虑,优选的,天线之间的距离尽量相等,即构成正多边形,且使得参考标签阵列板在所有的天线正中间位置,即,尽量让标签的各个角度都有天线,避免某些角度天线密集,某些角度天线稀疏。210为天线支架,211为描述系统所用的空间坐标系。
RFID参考标签在参考标签阵列板205上的分布方式为等间距均匀分布,因为希望无论RFID定位目标物在任何位置都有一定数量的RFID参考标签支持位置修正。RFID参考标签之间的距离不能过于密集,避免当参考标签过于密集时筛选出的距离最近的参考标签集中出现在RFID定位目标物的同一个方向上,从而影响测试精度;也不能过于稀疏,保证RFID定位目标物任何位置周围都能找到RFID参考标签辅助定位。RFID参考标签分布方式不影响计算公式。
定位算法流程如图3所示,包括以下步骤:
301,接收标签传回的相位信息和信号强度信息。对于每一个天线组,都能发送射频信号并接收来自电子标签(包括RFID参考标签和RFID定位目标物)的反馈信号,反馈信号经过解析后将其中包含的相位信息和信号强度信息传给定位标测工作站。
302,对RFID参考标签的定位结果建模。先处理RFID参考标签的信号强度信息,由于信号的发射端和接收端有环境引起的传播路径损耗,所以回波信号强度和传输距离之间的关系可以定量的表达出来,进而根据天线接收到的回波信号强度可以天线与标签之间的距离。在该系统中,参考标签RFID的实际坐标已知,对于每一个天线组,参考标签RFID到天线之间的距离已知,天线接收到参考标签的回波信号强度已知,就可以将回波信号强度和距离之间的数量关系建立起来,即每个天线组都能得到该天线通过信号强度计算距离的模型。
303,利用参考标签评估定位模型。对于每一个天线组,用302建立的模型对标签阵列中每一个RFID参考标签进行距离计算,评估计算得到的距离与真实距离之间的差距,据此就能评估每一个天线组的测距误差。评估结果为一系列的距离和误差的对应关系,如下表1所示,每一列都是一组对应关系,例如最后一列表示dn距离下误差是errn。
表1某天线对n个RFID参考标签的测量距离和测量误差
304,选取优势天线组对RFID定位目标物定位。查看每个天线组对RFID定位目标物的距离测量值,根据距离测量值查找303中得到的距离和误差的关系,可以得到每个天线组在各自测量结果下的误差。选出误差最小的3个天线,认为这三个天线组在当前区域内是优势天线组。依据RFID定位目标物的测量距离找到距离最近的三个RFID参考标签,其实际坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)。
本实施例中,仅选取了3组误差最小的天线作为优势天线组,但还可以通过以下方式,根据需要设置优势天线组的个数,即:如果参与定位的天线一共有m个,那么对天线的定位误差从小到大排序后,选择其中前i个天线计算权重,其中i≤m且i≥3。天线的定位误差计算方法包括:扫描后可得到天线与RFID定位目标物的距离d0,天线与j个参考标签的距离{d1,d2,d3…,dj},将d0与{d1,d2,d3…,dj}比较,找到差异最小的几项所对应的若干个参考标签位置,可以认为这些参考标签是RFID定位目标物邻近区域里的。然后计算这些参考标签的定位误差,作为此刻该天线的定位误差。其中m的取值越大,则意味着天线越多,定位越准确,但m增大到一定程度后,准确率增速会放缓或趋于平稳,而整个系统会显得更加冗余(天线设备变多,计算量变大),导致整体收益变小。本实施例中m取4的考虑是用尽量少的天线覆盖到全部的测量角度,且有可选择的空间。而关于i的取值,最少需要3个天线来确定位置,而不用更多的点,当增加排位第四的天线参与计算时,因为在选取优势天线时是根据误差排序选取的,在当前状态下第四个天线的定位误差会比前3个天线的定位误差大,引入第四个天线计算就会拉大平均误差,导致定位更不准确。
本实施例中,进一步的,依据RFID定位目标物的测量距离找到距离最近的三个RFID参考标签的方法包括:得到(优势天线组中的任一)天线与待测标签的距离d0,天线与j个参考标签的距离{d1,d2,d3…,dj},将d0与{d1,d2,d3…,dj}比较,找到差异最小的那一个距离所对应的RFID参考标签就认为是距离最近的RFID参考标签,相应的,差异最小的那一个距离所对应的误差为该RFID参考标签测量距离的误差errk,k为该RFID参考标签在距离最近的三个参考标签中的序号。三个天线,每个天线找到一个,一共得到三个距离最近的参考标签。
按照以下公式,利用距离误差大小计算权重:
其中wk表示第k个RFID参考标签坐标的权重,errk为第k个参考标签测量距离的误差(测量误差)。
使用权重wk和RFID参考标签的坐标计算出RFID定位目标物的x轴坐标和y轴坐标。
其中wk表示第k个RFID参考标签坐标的权重,xk,yk表示该RFID参考标签的x轴和y轴坐标。
305,结合接收信号相位补充定位信息。通过3个优势天线组的接收信号强度直接计算得到RFID定位目标物的z坐标,通过3个优势天线组的相位值可以计算得到RFID定位目标物的第二个z坐标,RFID定位目标物的最终坐标即为这两个z坐标的均值。
其中zRSSI为通过接收信号强度计算出的z轴坐标,zphase为通过接收信号相位计算出的z轴坐标。
实施例2
本实施例提供了一种基于RFID的体内定位标测系统的实现方式,如图4所示,该方式借助弧形的参考标签阵列板(本实施例称为参考标签阵列环),基于RFID中的接收信号强度实现定位。而图5对应于本实施例的算法流程。
定位标测工作站401负责存储、管理病人基本信息和治疗数据、射频数据处理、术中实时导管定位跟踪及三维建模等。阅读器403负责RFID标签和定位标测工作站401之间进行信息传输,阅读器通电之后能够通过天线409发送高频电磁波,然后将RFID定位目标物408的射频信号采集下来,再经过解析后将有效信息传输至定位标测工作站401。在手术过程中,患者躺卧于参考标签阵列环405的中心。参考标签406为多个,等间距的分布在参考标签阵列环上,用于在手术环境用于计算对RFID定位目标物408的定位数据。408为RFID定位目标物,术中时在患者407的身体内。需要说明的是,基于本发明的原理,当患者运动范围超过参考标签阵列环405时,依然可以计算得到RFID定位目标物的坐标,但为了保证较高的精度,需要使RFID定位目标物处于RFID参考标签存在的范围之内,或者与RFID参考标签的距离较近,优选的,在本实施例中RFID定位目标物的运动范围不超过参考标签阵列环405所环绕的范围。天线409有多个,分布在患者407周围,天线朝向要确保电磁波可以穿过患者身体并能够激活患者四周的参考标签。天线摆放有以下要求:一方面,位置要相对固定或易于测算,因为在后续计算中,天线到RFID参考标签之间的距离是已知的,另一方面,天线朝向要确保电磁波可以穿过患者身体并能够激活参考标签阵列环405上的RFID参考标签,这样经过身体产生损耗后的电磁波参与到RFID参考标签的定位信息计算中。天线与天线之间具有任意距离都能实现测量,不影响计算公式的表达形式,但相邻的天线之间的距离相等时,分布测量误差最小,天线的均分分布保证标签周围各个角度上的信号分布均匀。从测量的准确性考虑,优选的,天线之间的距离尽量相等,即构成正多边形,且使得参考标签阵列板在所有的天线正中间位置,即,尽量让标签的各个角度都有天线,避免某些角度天线密集,某些角度天线稀疏。
RFID参考标签在参考标签阵列环405上的分布方式为等间距均匀分布,因为希望无论RFID定位目标物在任何位置都有一定数量的RFID参考标签支持位置修正。RFID参考标签之间的距离不能过于密集,避免当参考标签过于密集时筛选出的距离最近的参考标签集中出现在RFID定位目标物的同一个方向上,从而影响测试精度;也不能过于稀疏,保证RFID定位目标物任何位置周围都能找到RFID参考标签辅助定位。RFID参考标签分布方式不影响计算公式。
本实施例的定位算法流程图如图5所示,包括以下步骤:
501,获取接收信号强度信息。对于每一个天线,都能发送射频信号并接收来自电子标签(包括RFID参考标签和RFID定位目标物)的反馈信号,反馈信号经过解析后将其中包含的信号强度信息传给定位标测工作站。
502,对参考标签的定位结果建模。先处理参考标签的信号强度信息,由于信号的发射端和接收端有环境引起的传播路径损耗,所以回波信号强度和传输距离之间的关系可以定量的表达出来,进而根据天线接收到的回波信号强度计算天线与标签之间的距离。在该系统中,RFID参考标签的实际坐标已知,对于每一个天线,RFID参考标签到天线之间的距离已知,天线接收到RFID参考标签的回波信号强度已知,就可以将回波信号强度和距离之间的数量关系建立起来,即每个天线都能通过信号强度计算得到该天线与各RFID参考标签的距离的模型。
503,利用RFID参考标签评估定位模型。对于每一个天线,用502建立的模型对RFID参考标签阵列中每一个RFID参考标签进行距离计算,评估计算得到的距离与真实距离之间的差距。据此就能评估每一个天线测距误差,评估结果为一系列的距离和误差的对应关系。如下表所示,每一列都是一组对应关系,例如最后一列表示dn距离下误差是errn。
表2某天线对n个RFID参考标签的测量距离和测量误差
504,选取优势天线组对RFID定位目标物定位。查看每个天线组对RFID定位目标物的距离测量值,根据距离测量值查找503中得到的距离和误差的关系,可以得到每个天线组在该天线测量结果下的误差。选出误差最小的3个天线,认为这三个天线组在当前区域内是优势天线组。依据RFID定位目标物的测量距离找到距离最近的三个参考标签,其坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)。
本实施例中,仅选取了3组误差最小的天线作为优势天线组,但还可以通过以下方式,根据需要设置优势天线组的个数,即:如果参与定位的天线一共有m个,那么对天线的定位误差从小到大排序后,选择其中前i个天线计算权重,其中i≤m且i≥3.天线的定位误差计算方法包括:扫描后可得到天线与RFID定位目标物的距离d0,天线与j个参考标签的距离{d1,d2,d3…,dj},将d0与{d1,d2,d3…,dj}比较,找到差异最小的几项所对应的若干个参考标签位置,可以认为这些参考标签是RFID定位目标物邻近区域里的。然后计算这些参考标签的定位误差,作为此刻该天线的定位误差。其中m的取值越大,则意味着天线越多,定位越准确,但m增大到一定程度后,准确率增速会放缓或趋于平稳,而整个系统会显得更加冗余(天线设备变多,计算量变大),导致整体收益变小。本实施例中m取4的考虑是用尽量少的天线覆盖到全部的测量角度,且有可选择的空间。而关于i的取值,最少需要3个天线来确定位置,而不用更多的点,当增加排位第四的天线参与计算时,因为在选取优势天线时是根据误差排序选取的,在当前状态下第四个天线的定位误差会比前3个天线的定位误差大,引入第四个天线计算就会拉大平均误差,导致定位更不准确。
本实施例中,进一步的,依据RFID定位目标物的测量距离找到距离最近的三个RFID参考标签的方法包括:得到(优势天线组中的任一)天线与待测标签的距离d0,天线与j个参考标签的距离{d1,d2,d3…,dj},将d0与{d1,d2,d3…,dj}比较,找到差异最小的那一个距离所对应的参考标签就认为是距离最近的RFID参考标签,相应的,差异最小的那一个距离所对应的误差为该RFID参考标签测量距离的误差errk,k为该RFID参考标签在距离最近的三个参考标签中的序号。三个天线,每个天线找到一个,一共得到三个距离最近的参考标签。按照以下公式,利用距离误差大小计算权重:
errk为第k个参考标签测量距离的误差。
k表示所述最近的三个RFID参考标签中的第k个,xk,yk,zk表示该RFID参考标签的x轴、y轴和z轴坐标,wk表示第k个RFID参考标签坐标的权重。由此得到RFID定位目标物的坐标。
实施例3
图6和图7给出了RFID定位目标物为导管时,RFID标签排布的样例图。出于定位精度考虑,RFID标签排布需要考虑:RFID标签应按照不同临床应用的需求放置,且优先放置在导管上容易形变的位置,这样更有利于精准描述导管的形态。
图6是直导管中RFID标签排布的样例图,413为定位导管,上面分布的多个RFID标签412。
基于相同的构思,还给出了环状的定位导管中RFID标签排布的样例图,如图7所示,灰色的圆片是RFID标签,由于RFID标签的使用,通过无线射频信号就可以定位RFID标签从而精准描述导管的形态,可以避免单一定位方式的误差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,包括天线、RFID定位目标物、RFID参考标签阵列、RFID阅读器和数据处理装置,
所述RFID参考标签阵列中,每个RFID参考标签用于接收来自天线的激励信号和向天线发送第一反馈信号;
所述RFID定位目标物用于接收激励信号和向天线发送第二反馈信号;
所述RFID阅读器用于通过所述天线发送激励信号以及接收第一反馈信号和第二反馈信号并将所述第一反馈信号和第二反馈信号传输给所述数据处理装置;
所述数据处理装置用于根据第一反馈信号和RFID参考标签阵列的实际位置计算天线的测距误差,根据第二反馈信号选取RFID参考标签,利用选取的RFID参考标签的坐标结合测距误差计算RFID定位目标物的坐标。
2.如权利要求1所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,所述RFID定位目标物为安装有微型RFID标签的活检工具、射频消融导管、脉冲治疗导管或超声导管。
3.如权利要求1所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,天线至少包括三组。
4.如权利要求3所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,天线的朝向使得电磁波穿过患者身体并能够激活RFID参考标签阵列。
5.如权利要求1所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,所述RFID参考标签阵列位于以各组天线作为顶点构成的正多边形之内。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,所述根据第一反馈信号和RFID参考标签阵列的实际位置计算天线的测距误差的具体方法包括:
S1,利用第一反馈信号包含的信号强度信息计算该天线与该RFID参考标签的测量距离dij,其中i表示第i个天线收到的第一反馈信号,j表示第j个RFID参考标签;
S2,计算第i个天线与第j个RFID参考标签之间的实际距离Dij与所述测量距离dij之间的差值errij;所述差值errij即第i个天线相对于第j个RFID参考标签的测距误差。
7.如权利要求6所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,当天线个数大于3时,选取误差最小的三组天线作为优势天线组。
8.如权利要求7所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,所述根据第二反馈信号选取RFID参考标签具体包括:利用第二反馈信号包含的信号强度信息计算该天线与该RFID参考标签的测量距离d;根据测量距离d选取最近的三个RFID参考标签。
9.如权利要求8所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,RFID参考标签阵列的多个RFID参考标签两两之间等间距分布在水平的参考标签阵列板上。
10.如权利要求9所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,计算RFID定位目标物的坐标(x,y,z),采用以下公式进行计算:
其中,k表示所述最近的三个RFID参考标签中的第k个,xk,yk表示该RFID参考标签的x轴和y轴坐标,wk表示第k个RFID参考标签坐标的权重;
zRSSI为通过第二反馈信号包含的信号强度信息计算出的z轴坐标,zphase为通过第二反馈信号包含的相位信息计算出的z轴坐标。
11.如权利要求10所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,所述第k个RFID参考标签坐标的权重,采用以下公式进行计算:
errk为最近的三个RFID参考标签中第k个RFID参考标签测量距离的误差。
12.如权利要求8所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,所述参考标签阵列板具有弧形面且所述弧形面将RFID定位目标物围绕,RFID参考标签阵列的多个RFID参考标签两两之间等间距分布在所述弧形面上。
13.如权利要求12所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,RFID定位目标物在所述弧形面所围成的空间内运动。
14.如权利要求13所述的一种基于RFID的体内定位标测系统,其特征在于,计算RFID定位目标物的坐标(x,y,z),采用以下公式进行计算:
其中,k表示所述最近的三个RFID参考标签中的第k个,xk,yk,zk表示该RFID参考标签的x轴、y轴和z轴坐标,wk表示第k个RFID参考标签坐标的权重。
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