本发明涉及室内定位领域,特别涉及一种基于rfid的身份标识和辅助定位系统。
背景技术:
1、由于标签的无源、低成本、穿透性强、数据可加密、存储容量大、可多次读写等核心优势,超高频(uhf)rfid技术在资产管理、仓储物流、服贸零售、医疗、烟酒等各个行业得到广泛应用。近年来,芯片国产化替代成果显著,uhf rfid阅读器和标签成本大幅下降,进一步加速了uhf rfid行业应用的落地。
2、随着应用场景的多样化,除了资产出入库、定期盘点等资产管理基本需求,一些特殊场景的人员管理和定位需求也日益强烈。全球导航卫星系统(gnss)的飞速发展,为无人机、车辆导航、智能终端定位等室外高精度定位需求提供了良好的解决方法。然而,对于工厂、园区等人员管理和定位场景,室内定位也是必不可少的。目前,室内场景大多采用uwb测距定位,wifi、蓝牙、rfid rssi定位技术,以及5g、蓝牙到达角(aoa)定位技术。uwb测距和aoa定位技术精度高,成本相对也比较高。基于rssi定位技术精度较低,成本也比较低。无论是哪种定位技术,都很容易受到室内多径环境干扰,从而导致定位结果飘移,或者高度信息偏差大等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题,提供了一种基于rfid的身份标识和辅助定位系统,通过rfid读写器读取到参考标签的信息,获取粗略位置,结合测距、rssi、aoa等其他定位技术完成高可靠性的室内定位,从而实现人员身份标识、位置轨迹的系统化应用方案。
2、本发明采用的技术方案如下:一种基于rfid的身份标识和辅助定位系统,包括:
3、参考位置形成模块,包括分布设置于定位区域内的rfid参考标签以及终端采集设备;所述终端采集设备用于完成所有rfid参考标签的真实参考位置获取,并上传数据管理平台形成参考位置数据库;
4、定位设备,设置在待定位终端上,包括rfid读写器、定位模块以及传输控制模块;所述rfdi读写器用于在待定位终端进入定位区域后读取得到rfid参考标签id及信号质量;所述定位模块用于采用通用定位技术获取待定位终端定位信息;所述传输控制模块用于rfid读写器与定位模块获取的信息上传至数据管理平台;
5、数据管理平台,用于结合接收到的rfid参考标签id及信号质量与参考位置数据库计算待定位终端的粗略位置;再以粗略位置作为约束条件,辅助定位模块进行位置解算,得到高精度定位结果。
6、作为一种优选方案,所述待定位终端还包括rfid标识标签,通过rfid读写器读取信息并上传数据管理平台,完成待定位终端的身份信息绑定。
7、作为一种优选方案,所述终端采集设备包括智能终端、激光建图设备以及rfid读写器;其中,
8、rfid读写器用于在布置rfid参考标签时,获取定位区域内的rfid参考标签列表;
9、激光建图设备用于获取定位区域内所有rfid参考标签的物理几何关系及真实位置坐标;
10、智能终端基于rfid参考标签列表与所有rfid参考标签的物理几何关系及真实位置坐标,完成rfid参考标签列表中id与真实位置坐标的映射。
11、作为一种优选方案,所述激光建图设备对定位区域进行建图,获取该区域内所有参考标签的物理几何关系及真实位置坐标,并上传到智能终端。
12、作为一种优选方案,所述rfid参考标签设置于定位区域内具有几何标识特征的位置。
13、作为一种优选方案,所述数据管理平台获取粗略位置的具体方法包括:
14、接收定位设备上传rfid参考标签id以及对应的接收信号质量列表;
15、从参考位置数据库,读取rfid参考标签id对应的位置坐标,得到范围内rfid参考标签的id、接收信号质量和位置坐标对应列表;
16、结合几何分布和信号传播特性,确定待定位终端的粗略位置。
17、作为一种优选方案,所述粗略位置包括三维坐标、经纬度或高度信息。
18、作为一种优选方案,定位模块包括室内定位模块、gnss定位模块,分别用于获取待定位终端定位信息。
19、作为一种优选方案,所述数据管理平台还包括结合定位区域的最新精准地图,匹配高精度定位结果,对无效点进行修正和过滤,得到高可靠性、高精度定位结果。
20、作为一种优选方案,所述数据管理平台持续接收定位设备上传的定位信息,实时完成待定位终端的实时位置管理和轨迹跟踪,进而实现系统级别的任务分配、调度和管理。
21、与现有技术相比,采用上述技术方案的有益效果为:
22、1、充分利用rfid的标识和信号传播特性,实现身份标识和定位追踪的系统设计。
23、2、基于应用场景定位区域特性,部署个数足够的特征位置参考点,即使空间环境发生变化,也能识别并剔除异常标签信息,保证粗略位置不受环境变化的影响。
24、3、基于参考点rfid标签的粗略位置,可获得精确的高度信息,实现高可靠性的楼层定位。
25、4、融合参考点部署、精准地图匹配、基于测距、rssi、aoa等其他主流室内定位技术,实现高可靠性的定位轨迹输出。
26、5、基于高可靠、高精度的定位结果,可进行系统级任务分配、调度和管理,最大化生产效率。
27、6、参考点采用rfid标签,无源、低成本,适用于办公楼、工厂等低成本部署场景,也适用于化工厂、煤矿、石油等对安全性和防爆要求较高的场景。
28、7、不仅适用于室内定位场景,在不考虑标签部署个数的情况下,也适用于其他定位场景。
1.一种基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述待定位终端还包括rfid标识标签,通过rfid读写器读取信息并上传数据管理平台,完成待定位终端的身份信息绑定。
3.根据权利要求1所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述终端采集设备包括智能终端、激光建图设备以及rfid读写器;其中,
4.根据权利要求3所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述激光建图设备对定位区域进行建图,获取该区域内所有参考标签的物理几何关系及真实位置坐标,并上传到智能终端。
5.根据权利要求1所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述rfid参考标签设置于定位区域内具有几何标识特征的位置。
6.根据权利要求1所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述数据管理平台获取粗略位置的具体过程包括:
7.根据权利要求1或6所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述粗略位置包括三维坐标、经纬度或高度信息。
8.根据权利要求1所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述定位模块包括室内定位模块、gnss定位模块,分别用于获取待定位终端定位信息。
9.根据权利要求1所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述数据管理平台还包括结合定位区域的最新精准地图,匹配高精度定位结果,对无效点进行修正和过滤,得到高可靠性、高精度定位结果。
10.根据权利要求9所述的基于rfid的身份标识和辅助定位系统,其特征在于,所述数据管理平台持续接收定位设备上传的定位信息,实时完成待定位终端的实时位置管理和轨迹跟踪,进而实现系统级别的任务分配、调度和管理。