本發明涉及射頻識別技術領域，尤其涉及一種超高頻射頻識別定位方法及裝置。

背景技術：

目前，對安防的需求和應之而生的安防產業始終伴隨著人類文明的發展。二十世紀六十年代閉路監控系統(Closed Circuit Television，簡稱CCTV)在紐約城市安保中的應用標志著現代安防產業的誕生。自那時以來，隨著科技的發展和日益嚴峻的社會安全風險，很多技術被應用于安防產業并衍生出一系列安防設備。傳統上，一個完整的安防系統包含三個部分：監測模塊、風險評估模塊和響應模塊。盡管智能技術的普及已經模糊了三者的界限，但毋庸置疑，監測模塊仍然是整個系統的最前端。監測設備的靈敏度和收集信息的能力決定了整個安防設備的精度和健壯性。

三種常用的安防檢測設備：閉路監控系統、運動探測器與射頻識別(Radio Frequency Identification，簡稱RFID)設備。現有的射頻識別定位方法是通過讀取電子標簽中記錄的位置信息實現對定位目標的定位。現有的射頻識別定位方法不能滿足現代安防產業對檢測效率、檢測準確度的需求。

鑒于此，如何對定位目標進行高效率、高準確度的超高頻射頻識別定位成為目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

為解決上述的技術問題，本發明提供一種超高頻射頻識別定位方法及裝置，可以實現對定位目標的高效率、高準確度的識別定位。

第一方面，本發明提供一種超高頻射頻識別定位方法，包括：

利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，進而實現對所述定位目標的定位；

其中，所述超高頻射頻識別系統，包括：定位目標上的標簽列和在同一直線間隔設置的至少三個超高頻射頻識別設備；任意相鄰的兩個超高頻射頻識別設備間隔預設第一距離，所述標簽列包括：間隔預設第二距離的兩個電子標簽。

可選地，所述預設第二距離大于零且小于λ/4，λ為所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長。

可選地，所述利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，包括：

獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角；

根據所述到達角、所述標簽列的位置和所述超高頻射頻識別設備天線位置間的幾何關系，對所述標簽列位置進行二維定位。

可選地，所述獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角，包括：

獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收的所述標簽列中的兩個電子標簽分別返回的兩個回波信號的到達相位偏移值；

根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值、所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長和所述預設第二距離，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角。

可選地，所述根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值、所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長和所述預設第二距離，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角，包括：

根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值和所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長λ和所述預設第二距離d，通過第一公式，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角θ；

其中，所述第一公式為：

第二方面，本發明提供一種超高頻射頻識別定位系統，包括：

定位模塊，用于利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，進而實現對所述定位目標的定位；

其中，所述超高頻射頻識別系統，包括：定位目標上的標簽列和在同一直線間隔設置的至少三個超高頻射頻識別設備；任意相鄰的兩個超高頻射頻識別設備間隔預設第一距離，所述標簽列包括：間隔預設第二距離的兩個電子標簽。

可選地，所述預設第二距離大于零且小于λ/4，λ為所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長。

可選地，所述定位模塊，包括：

第一獲取單元，用于獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角；

定位單元，用于根據所述到達角、所述標簽列的位置和所述超高頻射頻識別設備天線位置間的幾何關系，對所述標簽列位置進行二維定位。

可選地，所述第一獲取單元，包括：

第二獲取單元，用于獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收的所述標簽列中的兩個電子標簽分別返回的兩個回波信號的到達相位偏移值；

第三獲取單元，用于根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值、所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長和所述預設第二距離，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角。

可選地，所述第三獲取單元，具體用于

根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值和所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長λ和所述預設第二距離d，通過第一公式，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角θ；

其中，所述第一公式為：

由上述技術方案可知，本發明的超高頻射頻識別定位方法及裝置，通過利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，進而實現對所述定位目標的定位，可以實現對定位目標的高效率、高準確度的識別定位。

附圖說明

圖1為本發明一實施例提供的超高頻射頻識別定位方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的基于被動標簽列的到達角定位算法的基本模型的示意圖；

圖3為本發明實施例提供的基于被動標簽列的到達角定位算法中到達角、標簽列位置和天線位置間的幾何關系示意圖；

圖4為對本發明實施例所述方法進行驗證和評估實驗的天線擺放位置示意圖；

圖5為本發明一實施例提供的超高頻射頻識別定位裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他的實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1示出了本發明一實施例提供的超高頻射頻識別定位方法的流程示意圖，如圖1所示，本實施例的超高頻射頻識別定位方法如下所述。

101、利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，進而實現對所述定位目標的定位。

其中，所述超高頻射頻識別系統，包括：定位目標上的標簽列和在同一直線間隔設置的至少三個超高頻射頻識別設備；任意相鄰的兩個超高頻射頻識別設備間隔預設第一距離，所述標簽列包括：間隔預設第二距離的兩個電子標簽。

在具體應用中，所述超高頻射頻識別設備為超高頻射頻識別RFID讀寫器。

在具體應用中，所述預設第二距離d大于零且小于λ/4，λ為所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長。

在具體應用中，所述步驟101，可以包括圖中未示出的步驟101a和101b：

101a、獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角。

具體地，所述步驟101a可以包括圖中未示出的步驟S1和S2：

S1、獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收的所述標簽列中的兩個電子標簽分別返回的兩個回波信號的到達相位偏移值。

S2、根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值、所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長和所述預設第二距離，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角。

進一步地，所述步驟S2可以具體包括：

根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值和所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長λ和所述預設第二距離d，通過第一公式，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角θ；

其中，所述第一公式為：

101b、根據所述到達角、所述標簽列的位置和所述超高頻射頻識別設備天線位置間的幾何關系，對所述標簽列位置進行二維定位。

具體地，上述公式(1)的推導過程如下所述：

參見圖2，圖2示出了基于被動標簽列的到達角定位算法的基本模型，該基本模型中包括：所述超高頻射頻識別系統中的任意一超高頻射頻識別設備的天線C和所述標簽列(即間隔預設第二距離的兩個電子標簽A和B)，令電子標簽A的坐標為(0，0)，電子標簽B的坐標為(d，0)，天線C的坐標為(x，h)，則電子標簽A和B與天線C的距離之差為：

由于d遠小于天線C到電子標簽A/B的距離，對公式(2)的右側做無窮小量代換可得：

考慮到每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達相位偏移與距離間的線性關系可得：

其中，為超高頻射頻識別設備通過天線C接收的電子標簽A和B分別返回的兩個回波信號的到達相位偏移值；

令根據公式(3)和(4)經過變換可得到：

由于標簽列為定位目標位置引入了一個新的自由度(標簽列的方向)，因此上述步驟101b需要三個或更多天線才能夠實現對標簽列位置的二維定位。標簽列的二維坐標可根據得到的到達角根據簡單幾何關系算出，圖3為到達角、標簽列位置和天線位置間的幾何關系示意圖。

需說明的是，所述預設第二距離d的選取過程如下：

一方面，公式(5)中的取值范圍為[-1,1]，而的取值范圍為[0,2π)，因此公式(5)對任意均成立當且僅當d<λ/4。在具體應用中，對于超高頻射頻識別設備，載波的波長約為32cm，因此d應當小于8cm。另一方面，下述的誤差分析表明定位的隨機誤差反比于電子標簽間隔d，因此d應當盡可能大來減小隨機誤差。因此，在本實施例中的d值應優選為8cm。

為了驗證和評估基于被動標簽列的到達角算法，本實施例使用信號為IPJ-REV-R420-GX21M的超高頻射頻識別讀寫器進行試驗，選用天線型號為E911011PCR，其方向性增益為11dBic，波束寬度為40°，天線擺放方式參看圖4。A1和A2為天線，b和b’為天線的周線。標簽列被放置于矩形D1D2D3D4內，標簽列間的線間隔為0.5m。實驗結果顯示最大定位偏差為0.43m，最小定位偏差為0.07m。此結果滿足理論預期，本實施例所述方法的檢測結果準確度較高。

本實施例的超高頻射頻識別定位方法，通過利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，進而實現對所述定位目標的定位，可以實現對定位目標的高效率、高準確度的識別定位。

圖5示出了本發明一實施例提供的超高頻射頻識別定位裝置的結構示意圖，如圖5所示，本實施例的超高頻射頻識別定位裝置，包括：定位模塊51；

所述定位模塊51，用于利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，進而實現對所述定位目標的定位；

其中，所述超高頻射頻識別系統，包括：定位目標上的標簽列和在同一直線間隔設置的至少三個超高頻射頻識別設備；任意相鄰的兩個超高頻射頻識別設備間隔預設第一距離，所述標簽列包括：間隔預設第二距離的兩個電子標簽。

在具體應用中，所述預設第二距離大于零且小于λ4，λ為所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長。

在具體應用中，所述定位模塊，可以包括圖中未示出的：第一獲取單元和定位單元；其中：

所述第一獲取單元，用于獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角；

所述定位單元，用于根據所述到達角、所述標簽列的位置和所述超高頻射頻識別設備天線位置間的幾何關系，對所述標簽列位置進行二維定位。

具體地，所述第一獲取單元，可以包括圖中未示出的：第二獲取單元和第三獲取單元；其中：

所述第二獲取單元，用于獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收的所述標簽列中的兩個電子標簽分別返回的兩個回波信號的到達相位偏移值；

所述第三獲取單元，用于根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值、所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長和所述預設第二距離，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角。

進一步地，所述第三獲取單元，可具體用于

根據所述兩個回波信號的到達相位偏移值和所述超高頻射頻識別設備發送的載波的波長λ和所述預設第二距離d，通過第一公式，獲取每一超高頻射頻識別設備通過其天線接收所述標簽列返回的回波信號的到達角θ；

其中，所述第一公式為：

本實施例的超高頻射頻識別定位裝置，通過定位模塊利用基于被動標簽列的到達角定位算法，對超高頻射頻識別系統中定位目標上的標簽列位置進行定位，進而實現對所述定位目標的定位。由此，可以實現對定位目標的高效率、高準確度的識別定位。

本實施例的超高頻射頻識別定位裝置，可以用于執行前述圖1所示方法實施例的技術方案，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。

本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本申請是參照根據本申請實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。術語“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

本發明的說明書中，說明了大量具體細節。然而能夠理解的是，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應當理解，為了精簡本發明公開并幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在上面對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該公開的方法解釋呈反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權利要求書所反映的那樣，發明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發明的單獨實施例。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本發明并不局限于任何單一的方面，也不局限于任何單一的實施例，也不局限于這些方面和/或實施例的任意組合和/或置換。而且，可以單獨使用本發明的每個方面和/或實施例或者與一個或更多其他方面和/或其實施例結合使用。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的范圍當中。