【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物品定位，具体涉及利用rfid技术的物品精确定位方法及系统。
技术介绍
1、rfid（radio-frequency-identification，无线射频识别）技术是一种非接触式的自动识别技术，广泛用于物品定位和追踪系统，rfid技术依靠射频信号通过电子标签（rfid标签）与读取设备（rfid读写器）之间的无线通信来识别目标物体并获取其位置信息，其应用在物流、零售、仓储、医疗等领域中都有显著优势，尤其在实时物品定位系统中表现出色。
2、现有技术存在以下缺陷：
3、1、传统定位系统在面对复杂仓储结构（如多层货架、狭窄通道等）时，定位效果会显著下降，因为定位系统的信号覆盖和算法通常是针对开放空间设计的，对狭小或特殊区域的适应性差，这导致在实际的仓储环境中，rfid定位系统可能会因为信号干扰或覆盖不全面而出现失效区域，无法对仓库的所有区域进行准确的定位；
4、2、传统rfid定位系统中的天线布局通常是基于人为经验设计的固定结构，通常缺乏动态适应性，难以根据仓库的实际环境变化做出优化。这种固定布局的方案在面对不同类型的仓储环境时可能会出现信号盲区，特别是在角落或障碍物密集的区域，天线无法均匀覆盖整个空间。
5、基于此，本专利技术提出利用rfid技术的物品精确定位方法及系统，定位系统通过融合算法对产品进行位置坐标计算，有效减少了单一算法的定位误差，提高了定位精度，使其适用于高精度的仓储管理，且动态适应仓库结构和环境特点，使定位系统在不规则仓库环境中也能够达到较好的覆盖效果，增
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供利用rfid技术的物品精确定位方法及系统，以解决
技术介绍
中不足。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：利用rfid技术的物品精确定位方法，定位方法包括以下步骤：
3、定位系统获取仓库信息后，通过随机生成工具在仓库中随机生成若干天线位置，对若干天线位置进行评估后，筛选出相应数量的天线位置用于布置天线阵列；
4、当产品置于仓库任一区域货架上时，天线阵列开始接收产品标签发出的rfid信号，获取rfid信号到达各个天线的时间差后生成产品的相对位置，并通过反射路径识别算法对相对位置进行修正，根据各天线接收的相位差估算信号的入射角度，生成产品的相对方位角；
5、利用融合算法结合产品的相对位置与相对方位角，计算产品的实际位置坐标，并在产品处于移动状态时进行实时定位。
6、在一个优选的实施方式中，对若干天线位置进行评估后，筛选出相应数量的天线位置用于布置天线阵列，包括以下步骤：
7、获取每个候选天线位置的产品存取指数、覆盖指数以及信号干扰指数，将产品存取指数、覆盖指数以及信号干扰指数进行归一化处理，使产品存取指数、覆盖指数以及信号干扰指数的取值范围映射到[0,1]之间，获取产品存取指数归一化值、覆盖指数归一化值以及信号干扰指数归一化值，将产品存取指数归一化值加上覆盖指数归一化值减去信号干扰指数归一化值获取表现值；
8、将所有候选天线位置依据表现值由大到小进行排序，生成候选表，获取仓库中需要的实际天线位置数量，基于候选表正序选择实际天线位置数量值之前的候选天线位置作为仓库的实际天线位置。
9、在一个优选的实施方式中，获取rfid信号到达各个天线的时间差后生成产品的相对位置，包括以下步骤：
10、产品标签周期性发射rfid信号，天线阵列中的各个天线接收信号，并记录每个天线接收信号的精确时间戳，计算每对天线接收到信号的时间差，得到信号到达各天线的时间差，表达式为：，式中，表示天线和天线接收信号的时间差，、分别表示天线和天线接收到信号的时间戳；
11、根据时间差和信号传播速度，计算天线和天线的相对距离差，表达式为：，式中，为天线和天线的相对距离差，为信号传播速度，表示天线和天线接收信号的时间差；
12、利用仓库已知的天线位置坐标，基于相对距离差确定产品标签的相对位置，表达式为：，式中，为产品标签与天线的直线距离；
13、设天线之间的距离差已知，即，则有：
14、，使用最小二乘法求解，获取产品标签位置坐标，表达式为：
15、，式中，为天线的位置坐标，为产品标签的相对位置坐标，为天线的位置坐标。
16、在一个优选的实施方式中，根据各天线接收的相位差估算信号的入射角度，生成产品的相对方位角，包括以下步骤：
17、通过天线阵列接收到的信号相位差，对于天线阵列中任意两个天线，接收到的信号相对于某一参考点的相位差计算表达式为：，式中，为相位差，为信号的波长，为天线和天线的距离，为相对方位角，即产品标签信号与天线阵列法线方向的夹角角度；
18、通过已知的相位差和天线之间的距离，反推出信号的入射角度，表达式为：，式中，为相对方位角。
19、在一个优选的实施方式中，利用融合算法结合产品的相对位置与相对方位角，计算产品的实际位置坐标，并在产品处于移动状态时进行实时定位，包括以下步骤：
20、获取产品标签修正后的相对位置坐标以及相对方位角，通过融合算法计算产品实际位置坐标，融合算法表达式为：，式中，为产品标签的实际位置，为修正后产品标签的相对位置坐标，为相对方位角。
21、在一个优选的实施方式中，所述产品存取指数的计算表达式为：
22、，式中，为产品存取指数，表示时间周期的总数，表示产品在时间段内的存取次数，表示产品的需求频率，为时间衰减因子，为时间衰减常数，且。
23、在一个优选的实施方式中，通过反射路径识别算法对相对位置进行修正，包括以下步骤：
24、计算产品标签到天线的传播时间，获取反射物体的位置坐标后，计算反射物体到天线的传播时间；
25、依据反射物体到天线的传播时间和产品标签到天线的传播时间计算传播延迟，并计算传播延迟对应的距离差，则修正后产品标签的相对位置坐标为：
26、，式中，为修正后产品标签的相对位置坐标，为修正前产品标签的相对位置坐标，为距离差，为产品标签与天线的直线距离，表示天线到产品标签的单位向量。
27、在一个优选的实施方式中，计算产品标签到天线的传播时间，表达式为：，式中，为产品标签到天线的传播时间，为产品标签与天线的直线距离；
28、计算反射路径的传播时间，表达式为：，式中，为反射物体到天线的传播时间，为产品标签到反射物体的直线距离，为反射物体到天线的直线距离；
29、依据反射物体到天线的传播时间和产品标签到天线的传播时间计算传播延迟：，式中，为传播延迟；
30、计算传播延迟对应的距离差，表达式为：，式中，为距离差，为信号传播速度。
31、在一个优选的实施方式中，所述覆盖指数的计算表达式为：，式中，表示覆盖指数，表示覆盖的总区域数，表示天线覆盖的第个区域面积，表示第个区域与天线距离，表示本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：定位方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：获取RFID信号到达各个天线的时间差后生成产品的相对位置，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：根据各天线接收的相位差估算信号的入射角度，生成产品的相对方位角，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：利用融合算法结合产品的相对位置与相对方位角，计算产品的实际位置坐标，并在产品处于移动状态时进行实时定位，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：所述产品存取指数的计算表达式为：，式中，为产品存取指数，表示时间周期的总数，表示产品在时间段内的存取次数，表示产品的需求频率，为时间衰减因子，为时间衰减常数，且。
6.根据权利要求5所述的利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：通过反射路径识别算法对相对位置进行修正，包括以下步骤：>
7.根据权利要求6所述的利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：计算产品标签到天线的传播时间，表达式为：，式中，为产品标签到天线的传播时间，为产品标签与天线的直线距离；
8.根据权利要求7所述的利用RFID技术的物品精确定位方法，其特征在于：所述覆盖指数的计算表达式为：，式中，表示覆盖指数，表示覆盖的总区域数，表示天线覆盖的第个区域面积，表示第个区域与天线距离，表示仓库的总面积；
9.利用RFID技术的物品精确定位系统，用于实现权利要求1-8任一项所述的定位方法，其特征在于：包括位置选择模块、位置分析模块、方位角分析模块、定位追踪模块；
...【技术特征摘要】
1.利用rfid技术的物品精确定位方法，其特征在于：定位方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用rfid技术的物品精确定位方法，其特征在于：获取rfid信号到达各个天线的时间差后生成产品的相对位置，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的利用rfid技术的物品精确定位方法，其特征在于：根据各天线接收的相位差估算信号的入射角度，生成产品的相对方位角，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的利用rfid技术的物品精确定位方法，其特征在于：利用融合算法结合产品的相对位置与相对方位角，计算产品的实际位置坐标，并在产品处于移动状态时进行实时定位，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的利用rfid技术的物品精确定位方法，其特征在于：所述产品存取指数的计算表达式为：，式中，为产品存取指数，表示时间周期的总数，表示产品在时间段内的存取次...
【专利技术属性】
技术研发人员：张树德，梁湘，张兴伟，邓建威，
申请(专利权)人：广东中世发智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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