[發明專利]一種基于RFID的室內叉車全局定位方法、裝置和系統

在審

• 申請號: 202310290042.2
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116482605A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 曹勝;龔澤宇;武翀;趙書揚;楊雲舒;郝舜宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尹麗媛

本發明公開了一種基于RFID的室內叉車全局定位方法、裝置和系統，屬于室內物流倉儲定位技術領域，利用RFID天線采集叉車上RFID標簽的得到相位信息，進而相距轉換關系轉化定位RFID標簽，再根據RFID標簽組和叉車位置關系得到叉車可能位姿，進而利用損失函數剔除誤差較大的位姿得到可信位姿，最終從中選取出位姿定位結果。本發明根據各個RFID標簽的測量相位和實際相位之間的差異程度構造定位損失函數構造定位損失函數，剔除損失損失函數值較大對應的可能位姿，能夠提高定位精度且計算復雜度低。也即本發明能夠實現堆垛叉車的快速全局定位，具有定位精度高、定位實時性好、定位相互獨立等優勢。

技術領域

本發明屬于室內物流倉儲定位技術領域，更具體地，涉及一種基于RFID的室內叉車全局定位方法、裝置和系統。

背景技術

工廠的數字化、智能化、工業設備以及產品、人員的互聯互通是轉型的重要環節。堆垛叉車在眾多制造業工廠中都是不可或缺的運輸工具，如何精確標定叉車在工廠的二維位姿是實現工廠智能化，可視化的關鍵，也能在一定程度上方便管理者統籌管理，提高生產效率。

目前的全球導航定位系統如GPS可以較為準確地提供室外定位信息，但在室內，由于建筑的遮擋以及室內環境本身的復雜性，使得衛星定位系統難以在工廠等環境發揮作用，因此需要使用新的方法進行室內定位。

現有的室內叉車定位方法通過獲取相位信息與信號波長信息，將周期非連續的相位信息轉化為連續非周期的相位信息，并構建解纏相位-位置模型，實現移動機器人的定位，具有定位精度高、抗干擾能力強、計算量小、系統簡單等優點。但由于該方法將非連續相位轉化為連續相位，其定位的不確定性會隨著時間的推移而逐漸增大。也即現有的室內叉車定位方法的精度較差，且計算復雜度高無法滿足實時性要求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于RFID的室內叉車全局定位方法、裝置和系統，其目的在于，利用RFID天線組采集叉車上固定設置的RFID標簽組的測量相位，以計算叉車的可能位姿；構造定位損失函數，計算叉車各可能位姿對應的定位損失函數值從而確定出可信位姿，并從中選取出位姿定位結果；本發明能夠實現高實時性、高精度的叉車定位，由此解決現有室內叉車定位實時性差和精度低的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于RFID的室內叉車全局定位方法，包括：

S1：標定叉車與其上固定設置的RFID標簽組之間的相對位置關系；標定用于采集所述RFID標簽組信號的RFID天線組的坐標位置；

S2：利用所述RFID天線組在每個采樣時刻，采集所述RFID標簽組中各個RFID標簽的測量相位；

S3：基于所述RFID天線組的坐標位置，將至少兩個所述RFID標簽每個所述采樣時刻的測量相位轉化為所述RFID標簽組的坐標位置；基于所述叉車和RFID標簽組之間的相對位置關系，根據所述RFID標簽組的坐標位置，計算所述叉車每個所述采樣時刻的多個可能位姿；

S4：根據各個所述RFID標簽的測量相位和實際相位之間的差異程度構造定位損失函數；計算所述叉車每個所述采樣時刻的各個所述可能位姿對應的定位損失函數值，將定位損失函數值低于閾值的多個可能位姿作為可信位姿；

S5：從所述叉車每個所述采樣時刻的多個可信位姿中，選出至少一個作為在該采樣時刻對應的位姿定位結果。

在其中一個實施例中，所述S4包括：

S41：根據各個所述RFID標簽的坐標位置與所述RFID天線組的坐標位置的距離、各個所述RFID標簽的測量相位，構造所述定位損失函數；

S42：計算所述叉車每個所述采樣時刻的各個所述可能位姿對應的定位損失函數值，將定位損失函數值低于閾值的多個可能位姿作為可信位姿。