本发明涉及物资管理，尤其涉及一种狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法及系统。
背景技术：
1、在水下、太空等特殊环境中的箱、罐、管、舱等狭长封闭空间的载体装置存在内部人员位置实时监控、设备物资管理等需求。为了满足这些需求，目前最常用的方法是采用主动定位和被动定位的方式。但是，采用主动定位方式的方法依赖于定位终端的数据接收与实时处理，需要定位终端具有接收信号与处理的能力，对于大量的设备物资就需要安装大量带电池的定位终端，这在带来高成本的同时也留下了不稳定的安全隐患。采用被动定位方式的方法对定位基站的安装位置与分布方式有严格的要求，在满足安装要求前提下还需要建立坐标系测量定位基站的坐标，使得内部人员的作业准备工作十分繁琐。
2、获取人员设备物资实时位置的常用方法是借助全球定位系统对进行定位，但是在水下、太空等特殊环境中，卫星信号难以穿透载体装置的墙壁。现有的空间内部定位技术一般基于wifi、蓝牙、uwb和rfid等电磁信号。其中，rfid定位技术因具有无电源、高并发、易部署等优点而得到广泛应用。基于rfid的定位通常可以分为近场感知、三角测量和指纹匹配等方法。近场感知需要基站移动识别位置，难以保证定位实时性。三角测量对rfid基站部署的几何结构要求很高，定位精度容易受室内多径效应和非视距测量的影响。指纹匹配需要精准测绘建立指纹库，导致工作量增多、复杂度高。
技术实现思路
1、本发明提供了一种狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法及系统，用以解决或者至少部分解决现有技术中存在的针对狭长封闭空间的定位精度不高的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，包括：
3、s1：对狭长封闭空间进行区域及象限划分，布设rfid基站和rfid参考标签，组成rfid参考标签网；
4、s2：记录布设的rfid参考标签所在的区域编号、象限编号，建立rfid参考标签所在的区域编号、象限编号与rfid参考标签身份识别码uid的空间分布映射关系表；
5、s3：利用布设的rfid基站对狭长封闭空间内的rfid标签进行扫描，实时采集狭长封闭空间内的标签信号，包括参考标签的信号和被管理的设备物资的目标定位标签的信号；
6、s4：从s3扫描的标签信号中甄选出参考标签的信号，建立参考标签uid与其信号信息的信号分布映射关系表，基于建立的信号分布映射关系表、空间分布映射关系表，构建实时rfid信号空间分布数据库，作为目标物资设备定位的rfid信号空间地图数据库；
7、s5：从s3扫描的标签信号中甄选出目标定位标签的信号，基于构建的实时rfid信号空间分布数据库将目标标签rfid信号与参考标签信号进行比较计算，获得目标标签的区域、象限信息，实现目标标签的定位。
8、在一种实施方式中，步骤s1包括：
9、对狭长封闭空间进行分段并标注区域编号，对每个区域进行象限划分并标注象限编号，在每个区域内布设rfid基站，在每个象限中布设rfid参考标签，组成rfid参考标签网。
10、在一种实施方式中，步骤s2中rfid参考标签所在的区域编号、象限编号与rfid参考标签身份识别码uid的空间分布映射关系表为：
11、
12、其中，cdm表示第m个区域的编号，n表示第n个象限的编号，dmn表示m个区域和第n个象限对应的rfid参考标签uid号。
13、在一种实施方式中，步骤s4中参考标签uid与其信号信息的信号分布映射关系表为：
14、
15、其中，表示第k个基站上接收到rfid参考标签uid为dmn的信号信息，k表示基站编号。
16、在一种实施方式中，基于建立的信号分布映射关系表、空间分布映射关系表，构建实时rfid信号空间分布数据库包括：将建立的信号分布映射关系表与空间分布映射关系表进行连接，构建实时rfid信号空间分布数据库，具体为：
17、
18、在一种实施方式中，步骤s5包括：
19、从s3扫描的标签信号中甄选出目标定位标签的信号，构建rfid目标标签信号信息向量x＝(x1,x2,…,xk)，x1、x2、xk分别表示第1个、第2个、第k个基站上接收到rfid目标标签的信号信息；
20、计算rfid目标标签信号信息向量x与实时rfid信号空间分布数据库bd中第i行向量信号信息部分ni＝(b1,i,b2,i,…,bk,i)间相同rfid接收基站个数s、度量距离dm0及一阶差分的度量距离dm1，计算公式为：
21、
22、其中nx表示rfid目标标签信息向量x中每个元素xj对应基站编号的集合，表示rfid参考标签信号信息映射关系表中行向量bi每个元素bj,i对应基站编号的集合；θ{·}表示度量距离；
23、根据公式(5)计算度量距离dm0及一阶差分的度量距离dm1的平均值v(x,bi)，公式(5)为
24、
25、根据公式(6)计算v(x,bi)最小值，获得最小值对应bi的行号i，并通过查询实时rfid信号空间分布数据库bd第i行得到对应的区域编号cdm、象限编号n作为rfid目标标签的定位结果，公式(6)为：
26、argminv(x,bi),bi∈bd (6)。
27、基于同样的发明构思，本发明第二方面提供了一种狭长封闭空间无源rfid高精度定位系统，包括：
28、rfid参考标签网组成模块，用于对狭长封闭空间进行区域及象限划分，布设rfid基站和rfid参考标签，组成rfid参考标签网；
29、空间分布映射关系表建立模块，用于记录布设的rfid参考标签所在的区域编号、象限编号，建立rfid参考标签所在的区域编号、象限编号与rfid参考标签身份识别码uid的空间分布映射关系表；
30、标签信号采集模块，用于利用布设的rfid基站对狭长封闭空间内的rfid标签进行扫描，实时采集狭长封闭空间内的标签信号，包括参考标签的信号和被管理的设备物资的目标定位标签的信号；
31、实时rfid信号空间分布数据库构建模块，用于从标签信号采集模块中扫描的标签信号中甄选出参考标签的信号，建立参考标签uid与其信号信息的信号分布映射关系表，基于建立的信号分布映射关系表、空间分布映射关系表，构建实时rfid信号空间分布数据库，作为目标物资设备定位的rfid信号空间地图数据库；
32、实时定位模块，用于从标签信号采集模块中扫描的标签信号中甄选出目标定位标签的信号，基于构建的实时rfid信号空间分布数据库将目标标签rfid信号与参考标签信号进行比较计算，获得目标标签的区域、象限信息，实现目标标签的定位。
33、基于同样的发明构思，本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被执行时实现第一方面所述的方法。
34、基于同样的发明构思，本发明第四方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
35、相对于现有技术，本发明的优点和有益的技术效果如下：
36、本发明提出的狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，首先对狭长封闭空间进行区域及象限划分，并布设rfid基站和rfid参考标签，组成rfid参考标签网，然后建立rfid参考标签所在的区域编号、象限编号与rfid参考标签身份识别码uid的空间分布映射关系表，然后利用布设的rfid基站实时采集狭长封闭空间内的标签信号，接着建立参考标签uid与其信号信息的信号分布映射关系表，并进一步构建实时rfid信号空间分布数据库，作为目标物资设备定位的rfid信号空间地图数据库，最后构建的实时rfid信号空间分布数据库将目标标签rfid信号与参考标签信号进行比较计算，实现对目标标签的定位。本发明能够在狭长封闭空间中实现高精度的人员、设备物资定位，适用于水下、太空等特殊环境中的箱、罐、管、舱等狭长封闭空间的载体装置内部人员位置实时监控、设备物资管理。
1.狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，其特征在于，步骤s1包括：
3.如权利要求1所述的狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，其特征在于，步骤s2中rfid参考标签所在的区域编号、象限编号与rfid参考标签身份识别码uid的空间分布映射关系表为：
4.如权利要求3所述的狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，其特征在于，步骤s4中参考标签uid与其信号信息的信号分布映射关系表为：
5.如权利要求4所述的狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，其特征在于，基于建立的信号分布映射关系表、空间分布映射关系表，构建实时rfid信号空间分布数据库包括：将建立的信号分布映射关系表与空间分布映射关系表进行连接，构建实时rfid信号空间分布数据库，具体为：
6.如权利要求1所述的狭长封闭空间无源rfid高精度定位方法，其特征在于，步骤s5包括：
7.狭长封闭空间无源rfid高精度定位系统，其特征在于，包括：
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项权利要求所述的方法。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任一项权利要求所述的方法。
