一种基于多相位差的RFID标签三维定位方法

在射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统中,如何在保证准确度的基础上实现对标签空间位置的实时感知是一个重要问题.本文首次提出一种基于多相位差的标签三维定位算法3DinSAR,适用于独立可移动的射频识别系统进行实时、高精度的三维定位,且不需提前部署任何辅助设施.此方法依托干涉综合孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)的测高原理,在通过全息图谱方法获取二维伪坐标的基础上,利用不同高度上的多组相位差估算目标标签的高度信息,最后融合基于密度的聚类算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)实现相位解缠并给出三维坐标的估计结果.同时本文还提出了一种快速计算方法,通过估计标签到达方向(Aperture Beam Predicting,ABP)来提升全息图谱的实效性,从而降低3DinSAR算法整体的时间开销.仿真结果表明相较于原始的全息图谱方法,ABP方法能够有效减少99.4％的执行时间.在实际环境下的实验结果表明3DinSAR的平均三维空间误差为24 cm,最小误差为6 cm,算法整体的运行时间小于95 ms.