[发明专利]一种基于RFID系统中移动机器人绝对定位方法

权利要求书

1.一种基于RFID系统中移动机器人绝对定位方法，其特征在于，所述RFID系统包括移动机器人、天线和RFID参考标签，其中，所述天线设置在所述移动机器人的两侧，所述移动机器人的运动区域表面设置有RFID参考标签，所述移动机器人在其运动区域内运动，通过所述天线识别所述RFID参考标签，结合粒子滤波定位算法实现所述移动机器人的绝对定位，该绝对定位的方法具体包括下列步骤：

(a)建立包括多个粒子的初始粒子集，并设定每个粒子的初始位姿，其中，所述粒子对应所述移动机器人，一个所述粒子的位姿对应一个所述移动机器人的位姿；

(b)对于每个粒子当前t-1时刻的位姿，采用航迹推测法预测每个粒子t时刻的位姿，以此获得每个粒子t时刻的位姿；

(c)对于每个粒子的t时刻的位姿，设定粒子位姿判断条件，根据该位姿判断条件设定每个粒子t时刻的可读性权重，根据在tm时刻与在t时刻所述移动机器人上天线测量的所述RFID参考标签的观测相位的差值，设定每个粒子t时刻的相位差权重，构建t时刻粒子总权重与所述可读性权重和相位差权重的关系式，以此获得t时刻的每个粒子的总权重,其中，tm是t时刻之前的一个时刻；

(d)构建预测位姿与所述t时刻的每个粒子的总权重和每个粒子的位姿的关系式，以此计算获得所述预测位姿，该预测位姿即为所需的移动机器人t时刻的位姿，以此实现所述移动机器人的绝对定位。

2.如权利要求1所述的一种基于RFID系统中移动机器人绝对定位方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述粒子位姿按照下列方式设定：

其中，是在初始时刻粒子集中第i个粒子的状态向量，R₁，R₂和R₃是0到1之间的随机数，Tj＝T1,T2,T3,...,TM，Tj是在初始时刻读到的RFID参考标签，x_Tj是在初始时刻读到的RFID参考标签的x坐标，r是RFID参考标签的最大读取范围，y_Tj是在初始时刻读到的RFID参考标签的y坐标。

3.如权利要求1所述的一种基于RFID系统中移动机器人绝对定位方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述粒子位姿判断条件按照下列方式设定：

(a1)对于每个天线，划分该天线对应的区域一、区域二和区域三，其中，所述区域一是所述天线所有可读取区域，所述区域二是在所述区域一中所述RFID参考标签一定能被所述天线识别到的区域，所述区域三是在所述区域一中所述RFID参考标签一定不能被所述天线识别到的区域；

(a2)设定所述粒子的位姿判断条件，该位姿判断条件设定为：移动机器人在该位姿下，每个所述天线识别所述RFID参考标签时均能满足识别判断条件，其中，所述识别判断条件为：在所述天线识别的所述RFID参考标签过程中，当该RFID参考标签能被识别到时，其一定在区域一内且在区域三外，当该RFID参考标签不能被识别到时，其一定在区域二外。

4.如权利要求1或2所述的一种基于RFID系统中移动机器人绝对定位方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述根据所述位姿判断条件设定每个粒子t时刻的可读性权重，按照下列方式，当所述粒子的位姿符合所述位姿判断条件的，其可读性权重设定为1，否则设定为0。

5.如权利要求1或2所述的一种基于RFID系统中移动机器人绝对定位方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述相位差权重按照下列方式进行设定：

其中，w_2，i，t是第i个粒子在t时刻的相位差权重，Δθ_t是所述天线分别在tm和在t时刻测量的同一个RFID参考标签的观测相位的差值，是第i个粒子的预测相位差，σ是相位测量噪声的标准差，是t时刻的距离差，d2是在t时刻所述天线到RFID参考标签的距离，d1是在tm时刻所述天线到RFID参考标签的距离，λ代表无线电信号的波长。