[发明专利]一种基于深度感知的RFID室内定位系统及其工作方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种室内精确定位系统，具体是一种基于无源射频识别技术，并针对无源射频识别技术的特性进行深度感知信息，获取多维度、深层次的信息，综合应用于定位过程中。

背景技术

随着“物联网”的快速发展，以射频识别技术为代表的一系列物联网核心技术得到了快速地发展，基于射频识别技术的非接触式、快速、高效识别技术已引起了广泛关注。与此同时，由于基于位置服务在未来智慧生活中的关键性地位，室内定位系统变得越来越重要。现有的定位技术包括WiFi、iBeacon等室内技术都是基于信号强度(RSSI) 这一基准来进行定位，这种单一的、简单的感知渠道无法有效地屏蔽系统内部和环境中的种种不确定性，来提升定位的性能。事实上，针对无源射频识别技术的特性，获取多维度、深层次的信息，深入挖掘多个维度指标的内在规律性特征，将有助于提升定位精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于深度感知的室内定位系统及其工作方法，其可以实时地、精确地对所需定位目标进行定位，该定位方法通过对无源标签的深度信息感知，提升定位精度，达到精确室内定位的目的。

为实现上述目的，本发明所述的一种基于深度感知的室内定位系统，其包括：

射频识别阅读器：部署在室内环境中，通过外接的射频识别天线阵列实时地采集读取范围内射频识别标签的信息，包括标签识别码、标签反射信号能量值； 

射频识别天线阵列：部署在室内环境边缘，从不同的角度对读取范围内的射频识别标签进行扫描；每个天线都可以基于阅读器发出指令进行参数调节，用不同的传输功率进行标签扫描工作；同时准确采集射频识别标签的反射信号能量值，并用作定位参考；

射频识别标签：广泛部署于室内环境中，分为目标标签和参考标签，其中目标标签布置在物品上，参考标签布置在固定位置，此种标签是对天线传输功率敏感的无源射频识别标签，通过反向散射射频识别天线的能量进行通信。

所述室内定位系统还包括用户反馈模块，该模块连接其他行为识别设备，通过射频识别阅读器及射频识别天线阵列对目标标签进行定位后，在实际操作定位结果时依据其他行为识别设备将进一步精确的定位数据反馈给射频识别阅读器。

所述阅读器可对射频识别天线阵列发射信号的参数进行调制，并对上提供接口方便算法设计调用。

所述射频识别天线阵列组成方式互补，用以从不同的角度对读取范围内的标签进行扫描。

本发明所述的基于深度感知的室内定位系统的工作方法，其包括以下步骤：

1）射频识别阅读器通过射频识别天线阵列实时地采集读取范围内标签的信息，包括标签识别码、标签反射信号能量强度值；

2）当需要精确定位某个目标标签的位置时，对射频识别天线阵列的发射功率进行功率跳变，直至使目标标签读取状况处于临界区，此时距离目标标签最近的参考标签会同时达到临界区，而较远的参考标签则处于未激活区、过渡区或饱和区三个状态区；读取处于临界区参考标签的位置，则可以精确确定目标标签的位置。

上述步骤2）中精确确定目标标签的位置的过程为：根据射频识别天线阵列的跳变功率而过滤出处于临界区的参考标签及其多维信号强度信息，利用参考标签的已知位置，以与目标标签之间的信号强度欧氏距离为权值，加权计算出目标标签的位置，以此作为基于功率跳变的标签信息深层次感知方法的定位结果；

为了提高定位精度，还可以增加步骤3）：利用步骤2）定位的后续操作，通过其他行为识别设备自动识别这些操作动作，从而得到目标物体的真实位置，并与步骤2）的定位结果相比较，得到历史反馈信息并记入历史数据库，在下一次定位过程中，将目标标签的多维信号强度信息与历史反馈信息进行比较，获取与目标标签的信号强度欧氏距离最近的历史反馈信息，并用这些信息及其对应的区域位置对定位结果进行调整，以加权方式获取最终的定位结果，作为基于自动反馈信息的多维度校正方法的定位结果，从而进一步提升定位精度。

本发明基于射频识别技术的广泛使用，考虑到室内精确定位系统的重要性，利用无线射频识别标签对传输信号的敏感特性，实时地、精确地对所需定位目标进行定位。该系统基于参考标签阵列扫描，跨层感知深层次数据，优化系统参数，提升定位精度。同时通过获取用户对定位结果的反馈信息，对定位结果进行校准，进一步提高定位精度。

附图说明

 

图1 系统架构图

图2 无源射频识别标签读取特性图，

图3使用不同功率对参考标签进行区分，