[发明专利]一种基于非线性优化方法的RFID定位方法

权利要求书

1.一种基于非线性优化方法的RFID定位方法，包括下列步骤：

第一步 建立RFID相位模型

阅读器控制天线向空间辐射射频信号，被选中标签的射频前端从电磁场中获得能量从而被激活，标签通过变换输入阻抗对反向散射信号进行调制进而将所储存的数据发送回阅读器，阅读器对反向散射信号进行解调后获得相位信息；设阅读器天线与标签间的距离为d，相位值为为与硬件因素有关的相位偏移；

第二步 代价函数设计

标签位置固定且未知，阅读器天线以确定的轨迹和速度运动形成合成孔径；在运动过程中，阅读器随机访问标签，记录每个访问时刻t＝{t₀,t₁,...,t_i,...,t_N}和相位值阅读器天线初始位置z₀＝[x₀,y₀]已知，设阅读器沿着x轴运动，速度为v，则t_i时刻阅读器的位置表示为z_i＝[x_i,y_i]＝[x₀+v(t_i-t₀),0]，阅读器与标签的距离为d_i＝||z_i-z_t||₂，其中z_t＝[x_t,y_t]表示标签坐标；

将相位值重写成：

其中，k代表模糊的相位周期数；

为了消除与硬件有关的相位偏移以相邻两次的相位值作差，第i个相位差表示为：

Δφ_i＝φ_i+1-φ_i

Δk_i＝k_i+1-k_i

Δd_i＝d_i+1-d_i,i＝1,2,3,...,N-1

限制天线的采样间隔小于λ/4，以π为标准，得到如下确定Δk_i的方法：

利用相位差与距离差的关系，构建代价函数如下：

其中Δd_i＝||z_i+1-z_t||₂-||z_i-z_t||₂

将定位问题转化为求解优化问题，上述代价函数的最小值对应的解即为目标位置；

第三步 求解上述优化问题的最优解，得到待定位目标的位置。

2.根据权利要求1所述的基于非线性优化方法的RFID定位方法，其特征在于，第一步中，相位值φ由下式表示：

其中λ表示波长，包括三部分：分别为阅读器发送单元、标签单元、阅读器接收单元带来的相位偏移。

3.根据权利要求1所述的基于非线性优化方法的RFID定位方法，其特征在于，第三步中，使用高斯—牛顿方法求解优化问题。