[发明专利]RFID标签三维空间距离感知方法、系统、储存介质和计算机

说明书

本发明涉及RFID技术领域，具体涉及一种RFID标签三维空间距离感知方法、系统、储存介质和计算机；本发明通过在传送带速度和阅读器到传动带的距离已知的情况下，对传送带上的标签运动进行建模，利用放置在传送带正上方的阅读器获得的标签的RSSI和相位值设计一种测距算法，能够考虑到偏离传送带中心线的标签相较于位于中心线的同位置标签的测量距离较大，极易使传送带上的标签的排序结果出错；在获得阅读器与标签间距离的同时，给出了标签偏离传送带中心线的距离估计方法，实现阅读器可以获得标签的三维距离感知能力，可用于对传送带上同时识别的RFID标签进行排序，实现对传送带上物品的实时跟踪和管理。

技术领域

本发明涉及RFID技术领域，具体涉及一种RFID标签三维空间距离感知方法、系统、储存介质和计算机。

背景技术

射频识别(Radio Frequency IDentification，RFID)是物联网中不可或缺的一项感知技术，可以方便的集成于大部分物品之上。无源RFID标签以其低成本、小体积、非接触式通信以及无需携带电源等特点，已被广泛应用于物流、零售和安全领域。而传送带上的RFID标签排序问题，其本质也是一种定位问题，要找出标签通过读写器天线的时间，就是要找到标签在某一时刻的位置，对移动状态下的标签定位。而测距作为定位过程中的重要一环，同样也影响者传送带上标签排序的准确率。

RFID的测距方法目前多采用以下几种方案：

利用对数损耗模型，当阅读器采集到待测标签的接收信号强度指示(ReceivedSignal Strength Indication，RSSI)时，可以通过位于参考距离位置处的信号强度获得待测标签的距离。然而该测距方案过于依赖信道质量，而标签运动过程中极易由于信道质量改变而导致RSSI值误差较大，从而影响测距精度。

在调制解调过程中，阅读器通过比对自身发射信号的初始相位与接收信号相位之间的相位差给来对标签距离进行感知。尽管相位相对RSSI值受信道质量影响较小，但在标签运动过程中引起的多普勒效应仍会造成阅读器对相位的估计误差。此外，在相位计算过程中的相位纠缠问题往往需要使用多频载波来进行处理，而这将降低测距算法的实时性。

综上，目前的测距方案在标签运动场景下均存在缺点，从而降低了移动标签的测距精度。此外，在距离已知的情况下，仍需考虑标签在传送带上的位置对测距结果的影响，才能给出较为精确的标签排序算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供因一种使得阅读器可以获得标签的三维距离感知能力，对传送带上同时识别的RFID标签进行排序，实现对传送带上物品的实时跟踪和管理的RFID标签三维空间距离感知方法、系统、储存介质和计算机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：

一种RFID标签三维空间距离感知方法，包括

数据采集：在匀速运动的传送带中心正上方距离为d处设置一通信半径为R的RFID标签阅读器，记录在标签随传送带运动过程中获得所有标签的RSSI值和相位值

数据预处理：根据公式(1)和公式(2)对数据所采集的RSSI值和相位值进行预处理，

其中X_σ、μ分别为环境噪声和系统噪声；

利用公式(1)中的RSSI值对t时刻的d_reader-tag进行估计，得并用其解决公式(2)中的相位缠绕问题，并得以f(0)＝R为约束条件，基于数据回归的方式采用机器学习获得与时间t的关系，得根据实际物理意义，对定义域进行调整；

获得偏离中心线距离d_c：对f(t)求导，令f′(t)＝0得t₀；则根据公式(3)计算；