本發(fā)明涉及隧道定位，更具體地說是基于rfid的隧道定位方法。

背景技術(shù)：

1、隧道通常較長，在隧道中衛(wèi)星信號受到障礙物的阻隔，導(dǎo)致空間監(jiān)測困難，難以有效定位。通過自建定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在特定區(qū)域中對指定目標(biāo)的定位和監(jiān)控。隧道定位技術(shù)還有紅外技術(shù)、超聲波技術(shù)，但是信號需要視距傳播，定位范圍相對受限。現(xiàn)有室內(nèi)定位技術(shù)成本較高、設(shè)備數(shù)量多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供基于rfid的隧道定位方法。根據(jù)相鄰的兩個(gè)基站所讀取標(biāo)簽的信息強(qiáng)度值來繪定位標(biāo)簽運(yùn)的位置，與計(jì)算移動(dòng)速度，對于室內(nèi)定位，信號在傳播過程中會(huì)經(jīng)歷障礙物的反射、折射，導(dǎo)致信號的多種傳播路徑，在多徑較嚴(yán)重的情況下，這種定位方法的定位精度大大降低。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：

3、基于rfid的隧道定位方法，包括：

4、(1)在隧道內(nèi)均勻布置多個(gè)rfid讀寫器，在目標(biāo)設(shè)備上安裝rfid電子標(biāo)簽；

5、(2)測量多個(gè)rfid讀寫器的坐標(biāo)，并記錄；

6、(3)測量電子標(biāo)簽與相鄰2個(gè)rfid讀寫器在不同距離時(shí)的信息強(qiáng)度值，來推算出在不同距離時(shí)信息強(qiáng)度值與設(shè)備距離之間的關(guān)系；

7、(4)通過對應(yīng)的rfid讀寫器檢測進(jìn)入范圍內(nèi)的rfid電子標(biāo)簽的信號強(qiáng)度的方法，對目標(biāo)設(shè)備與各標(biāo)簽之間的實(shí)際距離進(jìn)行估計(jì)，再通過幾何方式來估計(jì)目標(biāo)設(shè)備的位置。

8、進(jìn)一步的，兩個(gè)rfid讀寫器a、讀寫器b的距離是固定的；當(dāng)電子標(biāo)簽c進(jìn)入到相鄰的兩個(gè)rfid讀寫器a、b檢測范圍，兩個(gè)rfid讀寫器a、b接收到電子標(biāo)簽c返回的信息強(qiáng)度值，計(jì)算出電子標(biāo)簽c與rfid讀寫器a、rfid讀寫器b之間的距離；對讀寫器ab的相對坐標(biāo)進(jìn)行測量，再根據(jù)電子標(biāo)簽c與rfid讀寫器a、rfid讀寫器b之間的距離計(jì)算電子標(biāo)簽c的坐標(biāo)。

9、進(jìn)一步的，幾何方式具體計(jì)算方法為：定義ab是兩個(gè)rfid讀寫器，c是電子標(biāo)簽，abc組成一個(gè)三角形，ab的安裝位置坐標(biāo)可以測量，兩個(gè)rfid讀寫器ab檢測到電子標(biāo)簽c的距離，計(jì)算電子標(biāo)簽c的坐標(biāo)。rfid讀寫器a的坐標(biāo)是a(x1,y1)讀寫器b的坐標(biāo)是b(x2,y2),原理是利用方位角和三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算坐標(biāo)c(x,y)

10、計(jì)算邊ac和ab的夾角θ＝arccos((b2+c2-a2)/2ab)

11、根據(jù)方位角一般公式計(jì)算邊ab與x軸的夾角

12、α＝180°-90°sgn(δy)-artan(δx/δy),sgn是符號函數(shù)，x>0then?sgn(x)＝1；x<0then?sgn(x)＝-1；x＝0then?sgn(y)＝0.作用是返回一個(gè)數(shù)的正負(fù)性，即判斷一個(gè)數(shù)是正數(shù)、零還是負(fù)數(shù)。

13、進(jìn)一步的，坐標(biāo)增量取值范圍:

14、△y≠0，若δy＝0則令δy等于一個(gè)無窮小量，公式值域?yàn)閇0°,360°]。

15、編程計(jì)算:

16、ifδy＝0thenδy＝1e-20

17、α＝pi-pi*sgn(δy)/2-atan(δx/δy)

18、endif

19、于是邊ab與x軸的夾角alphαab:

20、αac＝pi-pi*sgn(δyab)/2-atan(δxab/δyab)

21、計(jì)算ac邊的方位角:

22、

23、根據(jù)邊射影到坐標(biāo)，計(jì)算c點(diǎn)的坐標(biāo)，即:

24、

25、連續(xù)記錄電子標(biāo)簽c的坐標(biāo)等到其運(yùn)行軌跡。

26、進(jìn)一步的，所述rfid讀寫器在靠近隧道側(cè)壁的同一側(cè)布置；為了防止出現(xiàn)計(jì)算出的坐標(biāo)定位在隧道外側(cè)的情況。

27、進(jìn)一步的，對計(jì)算出的坐標(biāo)結(jié)果進(jìn)行篩選，方法為：在隧道布置rfid讀寫器時(shí)，對每個(gè)rfid讀寫器的坐標(biāo)進(jìn)行測量；rfid讀寫器垂直于隧道另外一側(cè)的距離是固定的；兩個(gè)相鄰的rfid讀寫器與隧道另外一側(cè)形成一個(gè)封閉四邊形，計(jì)算出的c點(diǎn)坐標(biāo)在封閉四邊形區(qū)域內(nèi)認(rèn)為數(shù)據(jù)有效，計(jì)算出的c點(diǎn)坐標(biāo)在封閉四邊形區(qū)域外則認(rèn)為數(shù)據(jù)無效。

28、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

29、減少rfid讀寫器的數(shù)量，降低成本。多個(gè)rfid讀寫器發(fā)射同步信號的定位系統(tǒng)中,通過令多個(gè)rfid讀寫器交替發(fā)送同步信號,使得在rfid讀寫器分布范圍較廣、待定位區(qū)域地形較為復(fù)雜時(shí),定位系統(tǒng)中的各個(gè)rfid讀寫器也能夠接收到同步信號,從而實(shí)現(xiàn)與其他rfid讀寫器間的同步。避免了通過有線線路在各rfid讀寫器之間傳輸同步信號,節(jié)約了經(jīng)濟(jì)和人力成本。

技術(shù)特征：

1.基于rfid的隧道定位方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于rfid的隧道定位方法，其特征在于：兩個(gè)rfid讀寫器a、讀寫器b的距離是固定的；當(dāng)電子標(biāo)簽c進(jìn)入到相鄰的兩個(gè)rfid讀寫器a、b檢測范圍，兩個(gè)rfid讀寫器a、b接收到電子標(biāo)簽c返回的信息強(qiáng)度值，計(jì)算出電子標(biāo)簽c與rfid讀寫器a、rfid讀寫器b之間的距離；對讀寫器ab的相對坐標(biāo)進(jìn)行測量，再根據(jù)電子標(biāo)簽c與rfid讀寫器a、rfid讀寫器b之間的距離計(jì)算電子標(biāo)簽c的坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于rfid的隧道定位方法，其特征在于：幾何方式具體計(jì)算方法為：定義ab是兩個(gè)rfid讀寫器，c是電子標(biāo)簽，abc組成一個(gè)三角形，ab的安裝位置坐標(biāo)可以測量，兩個(gè)rfid讀寫器ab檢測到電子標(biāo)簽c的距離，計(jì)算電子標(biāo)簽c的坐標(biāo)；rfid讀寫器a的坐標(biāo)是a(x1,y1)讀寫器b的坐標(biāo)是b(x2,y2),原理是利用方位角和三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算坐標(biāo)c(x,y)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于rfid的隧道定位方法，其特征在于：坐標(biāo)的增量取值范圍:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于rfid的隧道定位方法，其特征在于：所述rfid讀寫器在靠近隧道側(cè)壁的同一側(cè)布置；為了防止出現(xiàn)計(jì)算出的坐標(biāo)定位在隧道外側(cè)的情況。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于rfid的隧道定位方法，其特征在于：對計(jì)算出的坐標(biāo)結(jié)果進(jìn)行篩選，方法為：在隧道布置rfid讀寫器時(shí)，對每個(gè)rfid讀寫器的坐標(biāo)進(jìn)行測量；rfid讀寫器垂直于隧道另外一側(cè)的距離是固定的；兩個(gè)相鄰的rfid讀寫器與隧道另外一側(cè)形成一個(gè)封閉四邊形，計(jì)算出的c點(diǎn)坐標(biāo)在封閉四邊形區(qū)域內(nèi)認(rèn)為數(shù)據(jù)有效，計(jì)算出的c點(diǎn)坐標(biāo)在封閉四邊形區(qū)域外則認(rèn)為數(shù)據(jù)無效。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于RFID的隧道定位方法，包括：(1)在隧道內(nèi)均勻布置多個(gè)RFID讀寫器，在目標(biāo)設(shè)備上安裝RFID電子標(biāo)簽；(2)測量多個(gè)RFID讀寫器的坐標(biāo)，并記錄；(3)測量電子標(biāo)簽與相鄰2個(gè)RFID讀寫器在不同距離時(shí)的信息強(qiáng)度值，來推算出在不同距離時(shí)信息強(qiáng)度值與設(shè)備距離之間的關(guān)系；(4)通過對應(yīng)的RFID讀寫器檢測進(jìn)入范圍內(nèi)的RFID電子標(biāo)簽的信號強(qiáng)度的方法，對目標(biāo)設(shè)備與各標(biāo)簽之間的實(shí)際距離進(jìn)行估計(jì)，再通過幾何方式來估計(jì)目標(biāo)設(shè)備的位置。本發(fā)明減少RFID讀寫器的數(shù)量，降低成本。避免了通過有線線路在各RFID讀寫器之間傳輸同步信號,節(jié)約了經(jīng)濟(jì)和人力成本。

技術(shù)研發(fā)人員：胡龍秋,權(quán)黎明,徐小川,徐穎,李鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西四維愿景物聯(lián)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26