[发明专利]一种基于RFID的目标成像方法及系统

说明书

本发明提出一种基于RFID的目标成像方法及系统，本方法是通过移动RFID标签阵列获取目标成像图，RFID标签阵列为RFID标签组成的二维平面阵列，与现有方法相比，本方法基于广泛流行的RFID系统，只需要用到阅读器、标签阵列等，设备易取，低成本、易部署、易维护。同时，本发明的方法，是以人的视角对目标成像，对目标的正面成像，得到目标的正视图。

技术领域

本发明属于无线成像技术领域，涉及一种基于RFID的无线信号的目标成像方法。

背景技术

现有的成像相关的系统分为以下几类：1)企业级成像系统：包括雷达，X射线，CT/MRI和B超，采用高频，大带宽和天线阵列的专用硬件，这些硬件非常昂贵体积很大。例如，医疗MRI系统可能花费20-100万美元。MRI要求将目标放置在大线圈内，然后使用目标反射的共振信号进行成像。2)基于摄像头的成像：相机可以广泛用于物体识别。但是在黑暗环境中，摄像头便无法成像。3)基于60G频段的射频信号成像：RSA算法中，使用沿设备轨迹记录的RSS测量值对物体进行成像。E-Mi使用一对60GHz的发射器和接收器来感知反射物，通过解析两个节点之间的所有主要反射路径，重建反射物的粗略轮廓。但是60G信号还没有大范围普及，无法便捷地使用。4)基于Wi-Fi的无线信号的成像。研究人员探索了Wi-Fi频段的成像方法，用以检测人体运动，活动和手势，并检测金属物体。比如使用OFDM和大型相控天线阵列对目标物体成像。Wision系统通过大型二维天线阵列，接收来自目标的反射信号进行成像。然而，大型的二维天线阵列需要通过连接大量射频线将信号传输至数据处理端如电脑，导致部署困难；其次WiFi网卡由于载波频率偏移的问题无法准确得到信号从发送端到接收端的准确相位，限制了其成像精度。5)基于超宽带射频信号的成像。后来有研究者用5G到7G频段共2G带宽的调频连续波(FMCW)信号，探测人体不同部分的回波，可以确定人体不同部分的位置，然后把所有结果合成之后形成了人的像。超宽带信号需要专用设备来发射，限制了其广泛部署的可能性。6)基于RFID的成像。基于RFID的成像存在的问题在于，TagScan建立在便宜的商用RFID设备(约1000美元)上，利用射频(RF)信号穿透目标时，不同的目标尺寸会导致不同的相位和RSS(接收信号强度)变化，对目标的水平切面进行成像。这种方法无法对物体垂直截面成像，成像不全面。

总之，利用无线信号成像，需要分析目标所反射的无线信号，以得出目标上的每一点所处空间的角度和位置信息。企业级的成像系统造价太高。超宽带信号目前无法在商用的通信系统中实现。传统天线阵列接收到无线信号，需要通过有线的方式传输到其它信号处理设备，导致部署和维护难度大。目前基于RFID成像的工作也没有以人的视角对目标成像。因此，急需要找到一种新的目标成像的方法，能够克服上述不同方法的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于RFID的无线信号的目标成像算法，解决了现有技术中存在设备体积大、造价维护高、成像不全面的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于RFID的目标成像方法，本方法是通过移动RFID标签阵列获取目标成像图，RFID标签阵列为RFID标签组成的二维平面阵列，包括如下步骤：

步骤1，设置RFID标签阵列和目标，目标位于RFID标签阵列前20cm-50cm处，按照(0,0)，(0,m)，(0,m+i)，(0,m+2i)，(m,0)，(m,m)，(m,m+2i)，(m,m+2i)，(m+i,0)，(m+i,m)，(m+i,m+i)，(m+i,m+2i)，(m+2i,0)，(m+2i,m)，(m+2i,m+i)，(m+2i,m+2i)将RFID标签阵列整体分别进行移动，每次移动均采集RFID标签阵列中每个标签的相位值φ和振幅值RSSI，将相位值φ和对应的振幅值RSSI以的形式记录，得到record1；其中，RFID标签阵列的初始位置记为(0,0)，表示水平右移0cm且竖直上移0cm，初始位置定义为RFID的标签阵列的中心点与目标的中心点位于同一水平中轴线上，m、i均为自然数，j为虚数；