[发明专利]一种基于环境反向散射的室内定位方法和装置

说明书

一种基于环境反向散射的无线室内定位方法和装置，方法是射频源RFs发射信号，然后标签进行环境反向散射，移动终端Q对接收到的标签信号进行检测，最后进行移动终端的三维定位；装置包括射频源、标签、移动终端，本发明利用环境反向散射技术并结合多天线标签的波束扫描，实现室内实时三维定位，具备功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低等特点。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及一种基于环境反向散射的室内定位方法和装置。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、超市、图书馆、地下停车场等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。而成熟的借助GPS等全球导航卫星系统的室外定位技术，由于卫星信号难以穿透建筑物，且室内环境复杂多变，因此难以用于室内定位。

目前，受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的室内定位技术还无法很好地实现，研究人员提出了许多基于射频识别技术的室内定位技术解决方案。

1)利用无源标签与读卡器相结合，实时读取标签位置，如申请号201210528602.5的专利。该方法采用无源标签，无源标签具有体积小、稳定性高、价格便宜的优点，但其有效作用范围一般小于2米，这就为现场天线的布局增加了难度，为有效增加标签的读取范围，就需提高接收灵敏度，增大天线发射功率，以及增加发射接收的方向性，因而，提高了成本而且降低了它的安装和使用的灵活性。

2)基于有源RFID的室内定位,申请号为201110101432.8的专利申请的一种基于有源RFID的室内定位方法，设有L个阅读器，按照二维的正方形网格分布放置X个节点标签和M个参考标签，X个节点标签和M个参考标签分别覆盖着整个定位区域，跟踪标签处于任意定位区域内，X个节点标签、M个参考标签和跟踪标签均为有源RFID标签；跟踪标签采集X个节点标签的信号强度值并根据信号强度值确定跟踪标签所处位置的子区域；阅读器在子区域内采集参考标签和跟踪标签的信号强度值，利用基于信号强度值的定位算法计算出跟踪标签的位置。定位精度较高，但由于采用有源RFID，所以成本较高。

3)利用参考信标实现定位,申请号为201310323316.X的专利。这种方法在实施时存在很大的局限性,专利中利用RFID阅读器作为待定位点，RFID阅读器就目前技术而言如果需要满足远距离传输，体积就会相应的增大，这种大体积的设备如果用于绑定在人或小型工具上那是不适用的。

综上所述方法均不适用于环境复杂、易于携带、实时性要求高的室内定位。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于环境反向散射的无线室内定位方法和装置，利用环境反向散射技术并结合多天线标签的波束扫描，实现室内实时三维定位。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于环境反向散射的室内定位方法，包括以下步骤：

第一步，射频源RFs发射信号：该信号频段在标签检测频带内；

第二步，标签的环境反向散射：标签T_a,T_b,T_c,T_d端分别接收射频源信号RFs并通过反向散射方式传输给移动终端Q，标签T_a,T_b,T_c,T_d发送的信息包括标签的id和位置信息，标签是自身不带有电源的通信设备；

标签为多天线并采用波束扫描对定位需求空间进行扫描覆盖，设标签T_a,T_b,T_c,T_d的扫描周期时间相同，波束扫描定位区域的时间周期为t_s，且波束扫描重复进行；