[发明专利]一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其特征在于包括建立对局坐标系模块、计算相对距离差模块、求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块、消除距离测量误差模块。

2.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其建立对局坐标系模块的特征在于：服务器获取乒乓球运动系统中各组件的信息，记有源射频标签阅读器个数为N，N是正整数且N≥3，有源射频标签阅读器编号为i，1≤i≤N；对局坐标系的坐标值表示为(x,y,z,h)，其中，x、y、z表示以乒乓球桌正中心为原点建立的x-y-z三轴坐标系的坐标值，x轴和y轴组成水平面，z轴垂直于桌面向上，h表示球桌指示坐标值。

3.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其计算相对距离差模块的特征在于：乒乓球上携带的有源射频标签按照事先设置的采样时间间隔T发送无线信号，有源射频标签阅读器接收无线信号，记录接收时刻值t_i，1≤i≤N，将接收时刻值t_i发送至服务器；服务器获取接收时刻值t_i，计算接收时刻值之差，记为Δt_ij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，计算各阅读器到乒乓球的距离差，记为Δr_ij＝v·Δt_ij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，其中v表示射频无线信号的传播速度。

4.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块的特征在于：采用方程组i≠j计算乒乓球的x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，其中(x_i,y_i,z_i)表示N个有源射频标签阅读器的三轴坐标值，1≤i≤N；记方程组解的个数为M；若M＝0，则判定出现较大的距离测量误差，进入消除距离测量误差模块；若M＝1，则判定方程组的解(x,y,z)为乒乓球的x-y-z三轴坐标值，返回计算相对距离差模块；否则采用最小二乘法估算乒乓球的三轴坐标值(x,y,z)，返回计算相对距离差模块。

5.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其消除距离测量误差模块的特征在于：调取有源射频标签阅读器接收到辅助射频标签无线信号的接收时刻值，计算有源射频标签阅读器到辅助射频标签的相对距离差，记为p_ij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；调取有源射频标签阅读器与有源射频辅助标签的固定位置坐标值，计算其固定的相对距离差，记为P_ij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；距离测量误差ΔP_ij＝P_ij-p_ij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j；令Δr_ij＝Δr_ij+ΔP_ij，1≤i≤N，1≤j≤N，i≠j，返回求解乒乓球的三维空间坐标方程组模块。

6.根据权利要求1所述的基于有源射频标签识别的乒乓球定位系统，其特征还包括显示对局坐标值模块：调取乒乓球x-y-z三轴坐标值(x,y,z)，将乒乓球桌两侧分别编号为A和B；当(x,y,z)符合编号A乒乓球桌的坐标值特征时，则球桌指示坐标值h＝A，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,A)；否则球桌指示坐标值h＝B，乒乓球的对局坐标值为(x,y,z,B)。

7.一种基于有源射频标签识别的乒乓球定位方法，其特征在于包括：

步骤1、建立对局坐标系及设置初始值；

步骤2、计算相对距离差；

步骤3、求解乒乓球的三维空间坐标方程组；

步骤4、消除距离测量误差；

步骤5、显示对局坐标值。