[发明专利]一种基于OPMIF的UHF RFID标签室内定位方法

摘要

本发明涉及一种基于OPMIF的UHF RFID标签室内定位方法，通过相位控制实现线阵天线ULA波束扫描，估计目标标签方向的同时获取与目标标签相关的方位优选参考标签OPRT，通过ULA接收OPRT的多频多径响应，将接受到的信号转化为多种指纹构建OPMIF，基于OPMIF训练多个分类器，根据每个分类器的估计结果，利用多分类器权重融合算法实现目标定位。

主权项

1.一种基于OPMIF的UHFRFID标签室内定位方法，通过相位控制实现线阵天线ULA波束扫描，估计目标标签方向的同时获取与目标标签相关的方位优选参考标签OPRT，通过ULA接收OPRT的多频多径响应，将接受到的信号转化为多种指纹构建OPMIF，基于OPMIF训练多个分类器，根据每个分类器的估计结果，利用多分类器权重融合算法实现目标定位，设ULA的阵元数是M，相邻阵元间距是d，步骤如下：1)将待定位区域划分为网格，每个网格放置参考标签；2)通过相位控制实现ULA波束扫描和改变发射功率，利用目标标签的可读性来估计目标标签的方向θ_tar；3)控制ULA波束指向θ_tar，发射K个频率信号s_k(t)，此时读取到的参考标签定义为OPRT；4)ULA接收到的OPRT和目标标签的多频多径响应：H＝ΦA+N其中，A＝[a₁,...,a_P]^T多径信号幅度系数，a₁表示视距路径LOS经时延τ₁后的信号幅度，a_p表示第p条非视距路径NLOS经时延τ_p后的信号幅度(p＝2,...,P)，N是噪声矩阵，Φ是方向矩阵：其中，表示克罗内克积，α(τ_p)表示不同频率信号第p条路径上导致的相位差，β(θ_p)表示ULA接收的方向为θ_p的第p条路径信号的导向矢量；5)将标签的多频多径响应H转化为3种不同形式的指纹：SCM、SSP和RSS，设目标标签的第q个OPRT在第i个网格中，其多频多径响应为H_q，对应的指纹存储为①通过H_q可得:其中E(·)表示期望，是H_q的共轭转置矩阵，SCM_q是复数矩阵，取绝对值并转化为列向量后标记为②对SCM_q进行特征值分解得：是信号子空间，它由K个最大特征值对应的特征向量组成的矩阵，K最大特征值即为对角矩阵的K个对角元素；是噪声子空间，它由剩余特征值对应的特征向量组成的矩阵，剩余特征值即为对角矩阵的对角元素；SSP_q是复数矩阵，取绝对值并转化为列向量后标记为③RSS是SCM的对角元素:RSS_q＝diag{SCM_q}；6)对OPRT和目标标签进行S次指纹采集，用获得OPRT的3种指纹训练3个分类器；7)将目标标签的S组测试样本数据输入3个分类器后，获得目标标签的多个位置估计结果，利用多分类器权重融合算法估计目标标签最终位置。