一種隧道里rfid直線定位方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種隧道里RFID直線定位方法，提出一種三角形計(jì)算直線距離算法公式，并提出一種校正方法，方法簡(jiǎn)單，有利于提高定位精度。本發(fā)明的隧道直線定位方法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，模型更清晰可靠。計(jì)算方法也要簡(jiǎn)潔，不需要解二次二元方程組。模型計(jì)算中硬件量要減少一個(gè)閱讀器，成本要降低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種隧道里RFID直線定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及射頻技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道里RFID直線定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] RFID室內(nèi)的平面定位方法，主要利用多個(gè)閱讀器與定位移動(dòng)標(biāo)簽信號(hào)檢測(cè)，并由 已發(fā)閱讀的固定坐標(biāo)位置及輔助的參考標(biāo)簽的信號(hào)與位置，根據(jù)定位算法來(lái)計(jì)算待定位標(biāo) 簽的平面坐標(biāo)位置。其中有一個(gè)核心技術(shù)方案是基于信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量閱讀器與待定位標(biāo)簽的 信號(hào)，然后根據(jù)多閱讀器的方法計(jì)算其待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)位置?，F(xiàn)有一個(gè)比較普通的計(jì)算 方法是根據(jù)參考標(biāo)簽與閱讀的信號(hào)強(qiáng)度，和待定標(biāo)簽與閱讀器的信號(hào)強(qiáng)度。由參考標(biāo)簽的 坐標(biāo)位置，由兩種信號(hào)強(qiáng)度的比例關(guān)系估算出待定位標(biāo)簽的位置。
[0003] 現(xiàn)有定位方法采用平面定位方式，對(duì)每個(gè)移動(dòng)標(biāo)簽定位需要三個(gè)閱讀器RFID，同 時(shí)采集待定位標(biāo)簽的距離。再用幾何計(jì)算方法計(jì)算每一個(gè)移動(dòng)標(biāo)簽的平面坐標(biāo)。
[0004] 已知三個(gè)RFID閱讀器點(diǎn)的坐標(biāo)分別為&1，71)、&2,72)、（以， 73)，它們到待定位 標(biāo)簽點(diǎn)節(jié)點(diǎn)(x，y)的距離通過(guò)RSSI公式計(jì)算方法測(cè)距，分別為rl、r2、r3。
[0005] 建立如下方程：
[0007] 解此方程可得移動(dòng)標(biāo)簽坐標(biāo)(X，y).
[0008] (1)平面坐標(biāo)方法一次定位需要三個(gè)閱讀器RFID，成本過(guò)高。再利用一個(gè)閱讀器去 校正，至少需要四個(gè)閱讀器。
[0009] (2)計(jì)算方法比較復(fù)雜，需要解二次方程組.因有兩解，需要外加第四閱讀器RFID 去確定一個(gè)解。
[0010] (3)隧道環(huán)境比較簡(jiǎn)單，不需要過(guò)于復(fù)雜的計(jì)算方法與模型。只需要計(jì)算其離入口 的直線距離即可，并且可以減少閱讀器完成直線距離定位。
[0011] 以上定位技術(shù)能夠確定移動(dòng)標(biāo)簽在室內(nèi)的平面坐標(biāo)。需要更的參考標(biāo)簽，設(shè)備與 算法比較復(fù)雜。在隧道施工中，由于寬度固定有限，可采用直線定位方法，需要采用通用的 平面定位技術(shù)，可以減少隧道使用設(shè)備，減少費(fèi)用和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜性。本發(fā)明提出一種在隧 道中直線定位技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種隧道里RFID直線定位方法，也就是只定位待定位移動(dòng)標(biāo) 簽離出口的直線距離。
[0013] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0014] 一種隧道里RFID直線定位方法，包括以下步驟：
[0015] 步驟(一），設(shè)定出口0點(diǎn)為原點(diǎn)，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B與待定位移動(dòng)標(biāo)簽D呈 三角分布，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B分別固定有RFID閱讀器，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B 與出口 0點(diǎn)的直線距咼分別為ΧΑ,ΧΒ;
[0016] 步驟(二），根據(jù)第一參考點(diǎn)Α處的RFID閱讀器和第二參考點(diǎn)Β處的RFID閱讀器收到 的待定位移動(dòng)標(biāo)簽D的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)RSSI公式計(jì)算待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)到第一參考點(diǎn)A、第 二參考點(diǎn)B兩點(diǎn)的檢測(cè)距離，分別為d^cb;
[0017]步驟(三），根據(jù)式（1)計(jì)算三角形DAB中角A角度的余弦，
[0019]其中，t = XB-XA=AB，di=AD，d2 = BD;
[0020] 根據(jù)式(2)計(jì)算D點(diǎn)到A的水平距離xad，xad = (1i*C0SA，即，
[0022]根據(jù)式(3)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離XD:
[0023] XD = XA+XAD，即，
[0025] 步驟（四），校正移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)的坐標(biāo)距離，包括以下步驟：
[0026]設(shè)定第三參考點(diǎn)C，第三參考點(diǎn)C處固定有RFID閱讀器，第三參考點(diǎn)C與出口 0點(diǎn)的 直線距離為xc;
[0027]重復(fù)步驟(二），通過(guò)RSSI公式計(jì)算待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)到第三參考點(diǎn)C點(diǎn)的檢測(cè)距 離d3;
[0028]重復(fù)步驟(三），以三角形DAC中的參數(shù)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離Yd;重復(fù)步驟 (三），以三角形DBC中的參數(shù)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離x〃D;待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)離出口0點(diǎn) 的距離采用式(4)計(jì)算，即為：
[0030] 得出最終待定位稱(chēng)動(dòng)標(biāo)簽的直線定位坐標(biāo)。
[0031] 本發(fā)明的有益效果是：
[0032] 本發(fā)明提出一種直線定位的方法，適應(yīng)隧道施工這種簡(jiǎn)單環(huán)境，其計(jì)算模型可以 減省閱讀器，可閱讀器數(shù)量，成本降低。
[0033]本發(fā)明提出一種三角形計(jì)算直線距離算法公式，并提出一種校正方法。方法簡(jiǎn)單， 有利于提尚定位精度。
[0034] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的效果包括：
[0035] 本發(fā)明的隧道直線定位方法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，模型更清晰可靠。
[0036] 計(jì)算方法也要簡(jiǎn)潔，不需要解二次二元方程組。
[0037] 模型計(jì)算中硬件量要減少一個(gè)閱讀器，成本要降低。
[0038] 術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)?br>[0039] RFID:來(lái)自英文名Radio Frequency Identification，為射頻識(shí)別，又稱(chēng)無(wú)線射頻 識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng) 與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。
[0040]閱讀器（Reader):讀取或標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式rfid讀寫(xiě)器（如： C5000W)或固定式讀寫(xiě)器。
[00411標(biāo)簽(Tag):由耦合元件及芯片組成，每個(gè)RFID標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在 物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽。
【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1為本發(fā)明隧道直線定位原理示意圖；
[0043]圖2為圖1中余弦角度計(jì)算示意圖；
[0044]圖3為校正步驟原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0046] 圖1為本發(fā)明隧道直線定位原理示意圖，圖2為圖1中余弦角度計(jì)算示意圖，圖3為 校正步驟原理示意圖，圖1中，G標(biāo)志為RFID閱讀器，/7標(biāo)志為待定位移動(dòng)標(biāo)簽。
[0047]結(jié)合圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的一種隧道里RFID直線定位方法，包括以下步驟：
[0048] 步驟(一），設(shè)定出口0點(diǎn)為原點(diǎn)，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B與待定位移動(dòng)標(biāo)簽D呈 三角分布，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B分別固定有RFID閱讀器，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B 與出口 0點(diǎn)的直線距咼分別為χα,χβ;
[0049] 步驟(二），根據(jù)第一參考點(diǎn)Α處的RFID閱讀器和第二參考點(diǎn)Β處的RFID閱讀器收到 的待定位移動(dòng)標(biāo)簽D的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)RSSI公式計(jì)算待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)到第一參考點(diǎn)A、第 二參考點(diǎn)B兩點(diǎn)的檢測(cè)距離，分別為d^cb;
[0050] 步驟(三），根據(jù)式(1)計(jì)算三角形DAB中角A角度的余弦，
[0052]其中，t = XB-XA=AB，di=AD，d2 = BD;
[0053] 根據(jù)式(2)計(jì)算D點(diǎn)到A的水平距離xad，xad = (1i*C0SA，即，
[0055]根據(jù)式(3)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離XD:
[0056] XD = XA+XAD，即，
[0058] 步驟（四），校正移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)的坐標(biāo)距離，包括以下步驟：
[0059]設(shè)定第三參考點(diǎn)C，第三參考點(diǎn)C處固定有RFID閱讀器，第三參考點(diǎn)C與出口 0點(diǎn)的 直線距離為xc;
[0060] 重復(fù)步驟(二），通過(guò)RSSI公式計(jì)算待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)到第三參考點(diǎn)C點(diǎn)的檢測(cè)距 離d3;
[0061] 重復(fù)步驟(三），以三角形DAC中的參數(shù)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離Yd;重復(fù)步驟 (三），以三角形DBC中的參數(shù)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離x〃 D;待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)離出口0點(diǎn) 的距離采用式(4)計(jì)算，即為：
[0063 ] 得出最終待定位稱(chēng)動(dòng)標(biāo)簽的直線定位坐標(biāo)。
[0064]所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明 中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種隧道里RFID直線定位方法，其特征在于，包括w下步驟： 步驟(一），設(shè)定出口 0點(diǎn)為原點(diǎn)，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B與待定位移動(dòng)標(biāo)簽D呈Ξ角 分布，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B分別固定有RFID閱讀器，第一參考點(diǎn)A、第二參考點(diǎn)B與出 口 0點(diǎn)的直線距離分別為XA，祉； 步驟(二），根據(jù)第一參考點(diǎn)A處的RFID閱讀器和第二參考點(diǎn)B處的RFID閱讀器收到的待 定位移動(dòng)標(biāo)簽D的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)RSSI公式計(jì)算待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)到第一參考點(diǎn)A、第二參 考點(diǎn)B兩點(diǎn)的檢測(cè)距離，分別為di、cb; 步驟(Ξ)，根據(jù)式(1)計(jì)算Ξ角形DAB中角A角度的余弦，其中，t = XB_XA=AB，di=AD，d2 = BD; 根據(jù)式(2)計(jì)算D點(diǎn)到A的水平距離XAD，XAD = di*COSA，即，步驟(四），校正移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)的坐標(biāo)距離，包括W下步驟： 設(shè)定第Ξ參考點(diǎn)C，第Ξ參考點(diǎn)C處固定有RFID閱讀器，第Ξ參考點(diǎn)C與出口 0點(diǎn)的直線 距離為XC; 重復(fù)步驟(二），通過(guò)RSSI公式計(jì)算待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)到第Ξ參考點(diǎn)C點(diǎn)的檢測(cè)距離d3; 重復(fù)步驟(Ξ)，角形DAC中的參數(shù)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離 重復(fù)步驟(Ξ)，角形DBC中的參數(shù)計(jì)算D點(diǎn)離出口的直線距離x"D; 待定位移動(dòng)標(biāo)簽D點(diǎn)離出口 0點(diǎn)的距離采用式(4)計(jì)算，即為：(4)； 得出最終待定位稱(chēng)動(dòng)標(biāo)簽的直線定位坐標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G01S5/14GK106093851SQ201610362683
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】劉建華, 劉國(guó)買(mǎi), 薛醒思, 洪茂雄, 聶作先
【申請(qǐng)人】福建工程學(xué)院