[发明专利]一种基于超高频RFID的果园单轨运输机定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于超高频RFID的果园单轨运输机定位系统，包括单轨轨道(1)、设置在单轨轨道(1)上的运输机(2)，其特征在于：还包括RFID阅读器(3)、主控处理器(4)、第一、二RFID单向天线(5、6)、多个无源抗金属标签；其中，所述多个无源抗金属标签设置在单轨轨道(1)侧边，无源抗金属标签之间的间隔相等；第一、二RFID单向天线(5、6)分别安装在运输机(2)的前后两端，分别与其射频信号发射方向的无源抗金属标签无线连接，读取对应的RSSI数据；RFID阅读器(3)和主控处理器(4)均安装在运输机(2)内，主控处理器(4)通过RFID阅读器(3)分别与第一、二RFID单向天线(5、6)连接，将第一、二RFID单向天线(5、6)读取到的RSSI数据上传至主控处理器(4)；

包括以下步骤：

S1、获取无源抗金属标签a和无源抗金属标签b之间的间隔d₁以及第一、二RFID单向天线(5、6)到单轨轨道(1)的距离d₂；

S2、运输机(2)在单轨轨道(1)上，自无源抗金属标签a处开始移动，至无源抗金属标签b处停止；

S3、主控处理器(4)通过RFID阅读器(3)接收第一、二RFID单向天线(5、6)分别读取其射频信号发射方向的无源抗金属标签的RSSI数据，包括RSSI_a和RSSI_b；

S4、根据基于通信距离的射频信号路径损耗模型推导，RSSI_a和RSSI_b的数据差值与对应的RFID单向天线和无源抗金属标签之间的通信距离比值对数呈负相关，如下式所示：

RSSI_a-RSSI_b＝βx+γ

式中，变量x＝lg(d₄/d₃)，d₃为第一RFID单向天线(5)与无源抗金属标签a之间的通信距离，d₄为第二RFID单向天线(6)与无源抗金属标签b之间的通信距离；β和γ为待拟合的公式参数；

S5、主控处理器(4)基于步骤S3得到的RSSI数据，使用最小二乘法对公式RSSI_a-RSSI_b＝βx+γ进行拟合，得到适用于当前工作环境的定位参数β和γ；

S6、主控处理器(4)基于步骤S5得到拟合的定位参数β和γ，通过对新读取的RSSI数据进行计算，利用公式RSSI_a-RSSI_b＝βx+γ可得到变量x＝lg(d₄/d₃)；

S7、主控处理器(4)基于步骤S6得到第一、二RFID单向天线(5、6)与对应无源抗金属标签之间的通信距离比值对数，结合无源抗金属标签之间的间隔d₁，第一、二RFID单向天线(5、6)到单轨轨道(1)的距离d₂，以及第一、二RFID单向天线(1)之间的间隔d_g，使用如下公式计算出运输机(2)的当前在轨位置d_a：