[发明专利]一种移动机器人RFID定位系统的天线位置标定方法

说明书

本发明属于无线定位相关技术领域，其公开了一种移动机器人RFID定位系统的天线位置标定方法，其包括以下步骤：(1)获取参考标签的位置坐标；同时，在移动机器人运动相应距离的过程中，利用RFID读写器读取相应的周期模糊相位信息，并采集移动机器人的里程计坐标信息，将得到的周期模糊相位通过相位展开方程转化为连续相位，且通过旋转平移方程将里程计坐标信息转化得到带有待定标定参数的RFID天线的位置坐标；(2)将连续相位、参考标签的位置坐标及带有待定标定参数的RFID天线的位置坐标代入天线位置标定数学模型，继而计算得到RFID天线在移动机器人坐标系下的位置标定参数。本发明提高了精度，降低了成本，适用性较强。

技术领域

本发明属于无线定位相关技术领域，更具体地，涉及一种移动机器人RFID定位系统的天线位置标定方法。

背景技术

RFID是一种无线射频识别技术，在无线通信领域，可无需与目标之间建立直接接触，仅通过无线电信号便能识别目标，并可以与目标之间进行数据交换。RFID技术凭借其唯一ID识别、非视距、成本低等突出优势，广泛应用于仓储物流、物品管理与追踪等领域。在移动机器人的室内定位领域，与RFID相关的定位方案与算法也逐渐受到研究人员的重视，具有较大的研究潜力和应用价值。

将RFID技术应用于移动机器人定位的方案中，由于相位信息对距离的敏感度较高，具有更高的准确度和更好的抗干扰能力，这使基于相位的定位方法成为RFID定位技术的研究热点。

在现有的基于RFID相位的移动机器人的定位方案中，当RFID天线安装在移动机器人上时，需要手动校准RFID天线相对于移动机器人的位置。大多数情况下，采用的是卷尺测量的方法，这样不仅麻烦，而且存在一定的测量误差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种移动机器人RFID定位系统的天线位置标定方法，其利用RFID相位信息，在移动机器人坐标系下解算天线的位置，解决了基于RFID的移动机器人定位系统中需要手动校准RFID天线与移动机器人之间的相对位置参数问题，系统简单，提高了精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动机器人RFID定位系统的天线位置标定方法，所述天线位置标定方法主要包括以下步骤：

(1)在移动机器人静止的状态下获取移动机器人环境中的参考标签的位置坐标；同时，在移动机器人运动相应距离的过程中，利用移动机器人携带的RFID读写器读取相应的周期模糊相位信息，并采集移动机器人的里程计坐标信息，将得到的周期模糊相位通过相位展开方程转化为连续相位，且通过旋转平移方程将里程计坐标信息转化得到带有待定标定参数的RFID天线的位置坐标；

(2)将所述连续相位、参考标签的位置坐标及带有待定标定参数的RFID天线的位置坐标代入天线位置标定数学模型，继而计算得到所述RFID天线在移动机器人坐标系下的位置标定参数。

进一步地，所述参考标签的数量为至少三个，且所述参考标签不共线。

进一步地，利用移动机器人内部惯性传感器来得到移动机器人的里程计坐标信息。

进一步地，所述相位展开方程为：

式中，θ_i表示第i个时刻实际测得的相位值；θ_i′表示第i时刻测得相位处理后的展开连续相位；n表示模糊周期数；i表示相位序列数。

进一步地，所述旋转平移方程为：