基于RFID标签防抖动的室内定位方法

1.一种基于RFID标签防抖动的室内定位方法，用于室内环境中通过RFID读卡器识别附近的RFID标签来进行定位，其特征在于所述方法包括以下步骤：
（1）RFID读卡器识别RFID标签，确定RFID标签的定位位置；根据RFID标签的当前定位位置与最近一次定位的定位位置变化与否，判断是否进行定位结果校正；当RFID标签的当前定位位置与最近一次定位的定位位置产生变化时，进行步骤（2）的定位结果校正；否则直接确定RFID标签的定位位置作为定位结果；
（2）根据当前定位位置与最近一次定位位置变化的时间间隔U与信号有效期T初始值的关系判断是否进行防抖动处理；当该时间间隔U小于信号有效期T初始值时，进行步骤（3）的防抖动处理；否则进行步骤（4）；
（3）将信号有效期T延长预定时间，同时将最近一次定位的定位位置作为本次RFID标签的定位结果，放弃本次定位结果；
（4）根据当前信号有效期是否已经延长，以及距离最近一次检测到抖动的时间是否超过预定阈值来判断抖动是否已经消除；当当前信号有效期已经延长，且距离最近一次检测到抖动的时间超过预定阈值，则认为抖动已经消除，执行窗口恢复，并将信号有效期还原至初始值，将RFID标签的当前定位位置作为定位结果；如果当前信号有效期没有延长，或者距离最近一次检测到抖动的时间小于等于预定阈值，则将RFID标签的当前定位位置作为定位结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中信号有效期T的初始值为RFID读卡器扫描到RFID标签后，该次扫描有效的持续时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中信号有效期T的初始值为3~6秒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中信号有效期T每次延长的延长时间为2~3秒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中信号有效期T的延长次数为1~2次。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中预定阈值始终与当前的信号有效期相等。
7.一种与权利要求1~6任意一项所述的方法匹配的基于RFID标签防抖动的室内定位系统，包括室内环境中RFID读卡器识别RFID标签后确定RFID标签位置的定位模块，其特征在于所述系统还包括抖动检测模块、抖动消除模块和窗口恢复模块，所述抖动检测模块用于根据RFID标签的定位位置是否变化判断定位结果是否发生了抖动；所述抖动消除模块用于当抖动检测模块检测到定位结果发生抖动时，通过延长信号有效期消除定位结果的抖动；
所述窗口恢复模块用于当抖动检测模块在预定阈值内没有检测到抖动时，进行窗口恢复处理，并将信号有效期还原至初始值。
8.根据权利要求7所述的基于RFID标签防抖动的室内定位系统，其特征在于所述系统中抖动检测模块一直运行。

基于RFID标签防抖动的室内定位方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于室内定位技术领域，具体涉及一种基于RFID标签防抖动的室内定位方法。\n背景技术\n[0002] 室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。室内定位技术主要分基站定位和惯导定位两种服务商。基站定位服务商主要有：谷歌、诺基亚、TI、苹果、高德、百度等采用WIFI定位；惯导定位服务商主要有：美国的NAVISEER，龙旗瑞谱科技，上海消防研究所。\n[0003] 近年来，室内定位技术由于其广阔的市场需求，正得到越来越多的关注，而基于RFID的室内定位技术则是其中的主流。基于RFID的室内定位是通过RFID读卡器识别附近范围内的RFID标签来进行定位，通常使用的是有源RFID标签，因为其相比无源标签功率更强，相应的覆盖距离也更远。然而由于无线信号的不可靠，RFID标签的信号在空口由于碰撞等原因发生丢失，会导致读卡器无法识别。通过分析发现，当RFID长时间无法被读卡器识别时，容易发生定位错误或者抖动。目前还没有有效的防抖动方法来避免定位错误或者抖动，本发明因此而来。\n发明内容\n[0004] 本发明目的在于提供一种基于RFID标签防抖动的室内定位方法，解决了现有技术中基于RFID的室内定位技术中存在定位结果抖动或者定位错误等问题。\n[0005] 为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：\n[0006] 一种基于RFID标签防抖动的室内定位方法，用于室内环境中通过RFID读卡器识别附近的RFID标签来进行定位，其特征在于所述方法包括以下步骤：\n[0007] (1)RFID读卡器识别RFID标签，确定RFID标签的定位位置；根据RFID标签的当前定位位置与最近一次定位的定位位置变化与否，判断是否进行定位结果校正；当RFID标签的当前定位位置与最近一次定位的定位位置产生变化时，进行步骤(2)的定位结果校正；否则直接确定RFID标签的定位位置作为定位结果；\n[0008] (2)根据当前定位位置与最近一次定位位置变化的时间间隔U与信号有效期T初始值的关系判断是否进行防抖动处理；当该时间间隔U小于信号有效期T初始值时，进行步骤(3)的防抖动处理；否则进行步骤(4)；\n[0009] (3)将信号有效期T延长预定时间，同时将最近一次定位的定位位置作为本次RFID标签的定位结果；\n[0010] (4)根据当前信号有效期是否已经延长，以及距离最近一次检测到抖动的时间是否超过预定阈值来判断抖动是否已经消除；当当前信号有效期已经延长，且距离最近一次检测到抖动的时间超过预定阈值，则认为抖动已经消除，执行窗口恢复，并将信号有效期还原至初始值；如果当前信号有效期没有延长，或者距离最近一次检测到抖动的时间小于等于预定阈值，则将RFID标签的当前定位位置作为定位结果。\n[0011] 优选的，所述方法中信号有效期T的初始值为RFID读卡器扫描到RFID标签后，该次扫描有效的持续时间。\n[0012] 优选的，所述方法中信号有效期T的初始值为3～6秒。\n[0013] 优选的，所述方法中信号有效期T每次延长的延长时间为2～3秒。\n[0014] 优选的，所述方法中信号有效期T的延长次数为1～2次。\n[0015] 优选的，所述方法中的预定阈值并不是一个固定的值，而是始终等于当前的信号有效期。\n[0016] 本发明的另一目的在于提供一种与所述的方法匹配的基于RFID标签防抖动的室内定位系统，包括室内环境中RFID读卡器识别RFID标签后确定RFID标签位置的定位模块，其特征在于所述系统还包括抖动检测模块、抖动消除模块和窗口恢复模块，所述抖动检测模块用于根据RFID标签的定位位置是否变化判断定位结果是否发生了抖动；所述抖动消除模块用于当抖动检测模块检测到定位结果发生抖动时，通过延长信号有效期消除定位结果的抖动；所述窗口恢复模块用于当抖动检测模块在预定阈值内没有检测到抖动时，进行窗口恢复处理，并将信号有效期还原至初始值。\n[0017] 优选的，所述系统中抖动检测模块一直运行。\n[0018] 本发明技术方案提供了一种基于RFID的室内定位防抖动算法，通过分析定位结果的变化来判断是否发生了抖动，进而执行消除抖动的策略；而当抖动已经消除后，执行后处理将系统状态恢复至初始。这样便达到了既消除抖动，同时又不增加系统延迟的目的。\n[0019] 由于现有技术中室内定位时存在抖动现象，对于抖动的处理，如果增加了全局的防抖动策略，势必会造成全局的定位延迟增加，因为并不是每个定位结果都需要作为抖动进行处理。本算法的思路就是通过动态调节信号有效期的长度，提高定位结果稳定性，同时不产生额外延迟。\n[0020] 其中在信号有效期内曾经扫描到某个标签的读卡器都被认为是当前扫描到该标签的读卡器。本发明技术方案中信号有效期，是指读卡器扫描到标签后，该次扫描有效的持续时间。超过信号有效期后，则认为此扫描信息失效，不再参与当前定位计算。通常应用系统中信号有效期初始值设置为3-5秒，信号有效期的长度是最简单调节定位结果稳定性和定位延迟的方法，如果信号有效期设置的过长，会导致定位结果稳定但延迟较大；如果信号有效期设置的过短，会导致定位结果灵敏但抖动较大。\n[0021] 信号有效期在一个系统中是一个全局的参数，其控制着定位效果的灵敏度和稳定性，而两者往往是互相矛盾的。本发明技术方案的关键在于动态调节信号有效期的长度，可以根据抖动情况进行调整(方法是修改信号有效期参数的值)，平衡定位结果稳定性和灵敏度，使结果更加合理可靠。\n[0022] 抖动的判断方法，本发明技术方案通过标签定位结果位置变化的时间间隔来判断是否发生了抖动，当两次位置变化之间时间间隔小于预定的阈值，则说明很有可能发生了抖动，因为正常情况下位置的变化不会如此频繁。预定的阈值可以理解为检测抖动的间隔期，在该间隔期内发生的位置变化被认为是抖动。预定的阈值的设定不是一个定值，本发明中将预定的阈值设定为信号有效期的长度，这样使得该阈值可以动态的变化，当发生抖动时，阈值随信号有效期增大，延长检测抖动的时间，当抖动消除后，恢复至初始值。\n[0023] 相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：\n[0024] 1、减少RFID室内定位的抖动，提供更加稳定可靠的定位结果输出。\n[0025] 2、在减少抖动的同时，使大多数的定位结果依然保持高实时性。\n[0026] 综上所述，采用本发明后，能够使基于RFID的室内定位技术中抖动频繁和延迟过高的问题得到解决，使定位的结果更加稳定和可靠，且由于其实现难度小，算法复杂度低，因此非常适合实际应用的需求。\n[0027] 本发明公开了一种RFID室内定位的防抖动算法，通过实时检测定位结果是否发生抖动来确定是否执行抖动消除的策略，且当检测到没有抖动时，会及时将系统状态恢复，保证实时性。能够做到再提供系统稳定性的同时，保持系统的实时性。这是一种RFID室内定位中行之有效的防抖动的方法。\n附图说明\n[0028] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：\n[0029] 图1为信号有效期示意图\n[0030] 图2为算法执行流程图\n[0031] 图3为算法执行过程中信号有效期变化模拟图\n具体实施方式\n[0032] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。\n[0033] 实施例基于RFID的室内定位防抖动实例及仿真效果\n[0034] 基于RFID防抖动的室内定位系统，除了定位模块，其防抖动功能被划分为三个模块：抖动检测模块，抖动消除模块和窗口恢复模块(状态恢复模块)。其中，抖动检测模块负责实时检测定位结果是否发生了抖动，当检测到抖动时，触发抖动消除；在抖动消除模块中通过延长信号有效期进行消除抖动，同时抖动检测模块仍然在执行，当超过一定时间没有再检测到抖动时，执行窗口恢复模块,将信号有效期恢复至正常长度，避免由于信号有效期过长而造成全局定位延迟。\n[0035] 如图2和图3所示，基于RFID防抖动的室内定位方法主要包括以下步骤，其中Pn-1表示上次输出的定位结果，Pn'表示本次原始计算的定位结果，Pn表示这次输出的定位结果：\n[0036] 步骤一：当定位结果发生变化时，计算本次位置与最近一次位置变化的时间间隔，如果时间间隔小于信号有效期，则认为发生了抖动，转步骤二；否则，转步骤三；当定位结果没有发生变化时，输出上次位置作为本次定位结果，Pn＝Pn-1；\n[0037] 步骤二：将信号有效期延长2秒，同时本次的定位计算结果视为无效，输出上次位置作为本次定位结果，Pn＝Pn-1；\n[0038] 步骤三：如果当前信号有效期已经被延长，说明处于抖动消除状态，转步骤四；否则直接输出定位结果，Pn＝Pn'；\n[0039] 步骤四：如果距离最近一次检测到抖动的时间超过一定阈值，则认为抖动已经可以消除，执行窗口恢复，将信号有效期还原至初始值；输出本轮定位结果，Pn＝Pn'。\n[0040] 算法循环执行，每次定位结果发生变化时，从步骤一开始执行。\n[0041] 上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。