Повышение Точности RFID-локализации Путем Комбинирования Нескольких Алгоритмов, Обрабатывающих Измерительную Информацию Различных Видов

Abstract

Аннотация. В статье рассмотрен вопрос двумерной локализации объектов с использованием технологии радиочастотной идентификации (RFID, radio frequency identification). Одной из важных проблем разработ-ки систем RFID-локализации является выбор алгоритма локализации и вида измерительной информации. Обычно разработчики стремятся найти такую комбинацию алгоритма и вида измерительной информации, которая позволяет достичь максимальной точности локализации для конкретного сценария. Однако в не-которых случаях существуют несколько комбинаций алгоритмов и видов измерений с одинаково высокой точностью. Для упрощения проблемы выбора и дополнительного повышения точности был разработан метод комбинированной локализации. Метод основан на усреднении оценок позиций, сформированных несколькими точечными и зонными алгоритмами, обрабатывающими различные измерения. В данной ра-боте использованы три точечных и три зонных алгоритма: алгоритм k ближайших соседей, алгоритм три-латерации, алгоритм пересечений, машина опорных векторов, искусственная нейронная сеть и наивный байесовский классификатор. В качестве входных данных для алгоритмов использованы измерения в виде мощности полученного сигнала, коэффициента считывания и факта наличия ответа от меток. При экспе-рименте выявлено, что предложенный метод позволяет уменьшить среднюю ошибку на 15% и максималь-ную ошибку на 14% по сравнению с наилучшим одиночным алгоритмом.Ключевые слова: радиочастотная идентификация; RFID; локализация; позиционирование; измеритель-ная информация; комбинированный метод; уровень ответного сигнала ВВЕДЕНИЕ В последнее время системы пространст-венной двухмерной локализации (позициони-рования) в закрытых пространствах становятся все более востребованными в различных сфе-рах экономики, особенно в промышленном секторе. Такие системы используются для по-иска и отслеживания объектов внутри помеще-ний, например, товаров на складе и в магазине, книг в библиотеке, персонала на работе, паци-ентов в больнице и т.д. [1].Задача локализации в закрытых простран-ствах может быть решена с использованием различных технологий, однако многие из них имеют существенные ограничения. Например системы глобальной спутниковой навигации практически неприменимы внутри помеще-ний, поскольку их точность локализации низка в случае присутствия множества помех, таких как стены и потолки. Ультразвуковые [2] и ин-фракрасные [3] технологии иногда использу-ются внутри помещений, но они могут обеспе-чивать высокую точность только для объектов, расположенных в зоне прямой видимости пе-редатчика. Беспроводные сети датчиков [4] и беспроводные локальные сети [5] избавлены