[发明专利]基于RFID的室内定位技术改进方法

说明书

本发明公开了一种基于RFID的室内定位技术改进方法包括：RFID阅读器采集真实参考标签内RSSI值发送至服务器端；在真实参考标签附近包括边缘区域设置虚拟参考标签，利用牛顿插值算法计算虚拟参考标签的RSSI值；通过动态设置阈值结合模糊地图筛选出有效的参考标签，利用三角质心算法计算待定位标签的坐标并通过排列组合降低计算误差。本发明的一种基于RFID的室内定位技术改进方法克服了传统RFID定位速度慢边缘定位精确度低的问题，对室内实时定位具有重大意义。

技术领域

本发明属于射频识别定位技术领域，涉及到射频识别室内定位系统的研究。

背景技术

近年来，位置服务产业发展迅猛，高精度位置信息是提供高质量位置服务的基础。传统卫星定位系统，如全球定位系统、北斗定位系统，在室外空旷环境拥有较高的定位精度，但是，受制于信号强度，卫星定位信号很容易受到遮挡或干扰，导致卫星定位系统在城市峡谷及室内环境定位不准甚至无法定位。为了解决室内环境下的定位问题，出现了很多室内定位技术，如基站定位、无线局域网(WiFi)定位、蓝牙定位，超声波定位等。但是由于室内环境比较复杂，不同的建筑材料,人员的流动以及遮挡物这些因素将会影响到无线电波的反射、折射、散射、绕射，从而影响室内无线环境，使得这些技术的定位效果不是很明显。射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)定位技术具有非视距、无源、抗干扰能力强、传输距离远的特点。随着硬件技术的成熟、标签的体积变小、成本降低，具有很多其他技术所不具备的优势。由华盛顿大学的Hightower等提出的SpotON是最早将RFID技术应用于室内定位的系统，该系统使用循环迭代的方式逐步向真实位置靠拢,最后用误差值较小的位置表示定位结果，但是此系统计算量庞大,迭代次数受步长影响较大，算法复杂度较高。2003年,密歇根州立大学的Lionel m.ni等人基于测信号强度的方法提出了LANDMARK定位系统。该系统通过计算待定位标签与参考标签RSSI之间的欧几里得距离，利用k-近邻法选取k个最近邻参考标签实现定位，具有成本较低、容易实现和环境适应性较强特点，但易受多径效应影响，定位精度不够高。VIRE算法是由香港科技大学赵弋洋等人基于LANDMARC算法改进的定位方法，该算法引入虚拟参考标签以提高参考标签密度，采用小概率位置排除法去除冗余位置信息，利用加权k-近邻法实现更准确的定位，小概率位置排除法中的阈值对定位精度的影响至关重要，若阈值太大，过多噪声虚拟标签会被选。该系统引入了虚拟参考标签的概念，一方面降低了系统成本，另一方面有效的解决了标签数量过大造成的信号间干扰问题，提高了定位精度。引入虚拟标签RSSI的计算一般采用拉格朗日插值法，当插值节点较多时，会产生龙格现象，且阈值若非动态选取，若阈值太小，可能性大的虚拟标签会被忽略，这都会影响定位精度，并且在通过权值计算后会进一步加大定位误差。

发明内容

本发明公开了一种快速精确的室内定位方法,包括：RFID阅读器采集真实参考标签内RSSI值发送至服务器端；在真实参考标签附近包括边缘区域设置虚拟参考标签，利用牛顿插值算法计算虚拟参考标签的RSSI值；通过动态设置阈值结合模糊地图筛选出有效的参考标签，利用三角质心算法计算待定位标签的坐标并通过排列组合降低计算误差，克服了传统RFID定位速度慢边缘定位精确度低的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种基于RFID的室内定位技术改进算法的研究，其特征在于，具体包含如下步骤：

步骤1，在场景内安装N个的真实参考标签以及4个RFID阅读器。

步骤2，标签主动发送信号，阅读器获取真实参考标签的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)值。

步骤3，在真实参考标签之间插入虚拟参考标签，利用牛顿插值法根据真实参考标签的RSSI值得出虚拟参考标签的RSSI值。

步骤4，依据每个阅读器得出参考标签与待定位标签的RSSI差值动态调整阈值挑选出所需的参考标签。