一種基于多相位差的RFID標簽三維定位方法

摘要：在射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)系統中,如何在保證準確度的基礎上實現對標簽空間位置的實時感知是一個重要問題.本文首次提出一種基于多相位差的標簽三維定位算法3DinSAR,適用于獨立可移動的射頻識別系統進行實時、高精度的三維定位,且不需提前部署任何輔助設施.此方法依托干涉綜合孔徑雷達(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)的測高原理,在通過全息圖譜方法獲取二維偽坐標的基礎上,利用不同高度上的多組相位差估算目標標簽的高度信息,最后融合基于密度的聚類算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)實現相位解纏并給出三維坐標的估計結果.同時本文還提出了一種快速計算方法,通過估計標簽到達方向(Aperture Beam Predicting,ABP)來提升全息圖譜的實效性,從而降低3DinSAR算法整體的時間開銷.仿真結果表明相較于原始的全息圖譜方法,ABP方法能夠有效減少99.4%的執行時間.在實際環境下的實驗結果表明3DinSAR的平均三維空間誤差為24 cm,最小誤差為6 cm,算法整體的運行時間小于95 ms.