[發明專利]基于RFID的室內定位技術改進方法

在審

• 申請號: 202010897455.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111999699A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 李躍輝;耿瑩潔
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 王路

本發明公開了一種基于RFID的室內定位技術改進方法包括：RFID閱讀器采集真實參考標簽內RSSI值發送至服務器端；在真實參考標簽附近包括邊緣區域設置虛擬參考標簽，利用牛頓插值算法計算虛擬參考標簽的RSSI值；通過動態設置閾值結合模糊地圖篩選出有效的參考標簽，利用三角質心算法計算待定位標簽的坐標并通過排列組合降低計算誤差。本發明的一種基于RFID的室內定位技術改進方法克服了傳統RFID定位速度慢邊緣定位精確度低的問題，對室內實時定位具有重大意義。

技術領域

本發明屬于射頻識別定位技術領域，涉及到射頻識別室內定位系統的研究。

背景技術

近年來，位置服務產業發展迅猛，高精度位置信息是提供高質量位置服務的基礎。傳統衛星定位系統，如全球定位系統、北斗定位系統，在室外空曠環境擁有較高的定位精度，但是，受制于信號強度，衛星定位信號很容易受到遮擋或干擾，導致衛星定位系統在城市峽谷及室內環境定位不準甚至無法定位。為了解決室內環境下的定位問題，出現了很多室內定位技術，如基站定位、無線局域網(WiFi)定位、藍牙定位，超聲波定位等。但是由于室內環境比較復雜，不同的建筑材料,人員的流動以及遮擋物這些因素將會影響到無線電波的反射、折射、散射、繞射，從而影響室內無線環境，使得這些技術的定位效果不是很明顯。射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)定位技術具有非視距、無源、抗干擾能力強、傳輸距離遠的特點。隨著硬件技術的成熟、標簽的體積變小、成本降低，具有很多其他技術所不具備的優勢。由華盛頓大學的Hightower等提出的SpotON是最早將RFID技術應用于室內定位的系統，該系統使用循環迭代的方式逐步向真實位置靠攏,最后用誤差值較小的位置表示定位結果，但是此系統計算量龐大,迭代次數受步長影響較大，算法復雜度較高。2003年,密歇根州立大學的Lionel m.ni等人基于測信號強度的方法提出了LANDMARK定位系統。該系統通過計算待定位標簽與參考標簽RSSI之間的歐幾里得距離，利用k-近鄰法選取k個最近鄰參考標簽實現定位，具有成本較低、容易實現和環境適應性較強特點，但易受多徑效應影響，定位精度不夠高。VIRE算法是由香港科技大學趙弋洋等人基于LANDMARC算法改進的定位方法，該算法引入虛擬參考標簽以提高參考標簽密度，采用小概率位置排除法去除冗余位置信息，利用加權k-近鄰法實現更準確的定位，小概率位置排除法中的閾值對定位精度的影響至關重要，若閾值太大，過多噪聲虛擬標簽會被選。該系統引入了虛擬參考標簽的概念，一方面降低了系統成本，另一方面有效的解決了標簽數量過大造成的信號間干擾問題，提高了定位精度。引入虛擬標簽RSSI的計算一般采用拉格朗日插值法，當插值節點較多時，會產生龍格現象，且閾值若非動態選取，若閾值太小，可能性大的虛擬標簽會被忽略，這都會影響定位精度，并且在通過權值計算后會進一步加大定位誤差。

發明內容

本發明公開了一種快速精確的室內定位方法,包括：RFID閱讀器采集真實參考標簽內RSSI值發送至服務器端；在真實參考標簽附近包括邊緣區域設置虛擬參考標簽，利用牛頓插值算法計算虛擬參考標簽的RSSI值；通過動態設置閾值結合模糊地圖篩選出有效的參考標簽，利用三角質心算法計算待定位標簽的坐標并通過排列組合降低計算誤差，克服了傳統RFID定位速度慢邊緣定位精確度低的問題。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案

一種基于RFID的室內定位技術改進算法的研究，其特征在于，具體包含如下步驟：

步驟1，在場景內安裝N個的真實參考標簽以及4個RFID閱讀器。

步驟2，標簽主動發送信號，閱讀器獲取真實參考標簽的接收信號強度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)值。

步驟3，在真實參考標簽之間插入虛擬參考標簽，利用牛頓插值法根據真實參考標簽的RSSI值得出虛擬參考標簽的RSSI值。

步驟4，依據每個閱讀器得出參考標簽與待定位標簽的RSSI差值動態調整閾值挑選出所需的參考標簽。