CN116299173B - 一种基于激光测距与rfid技术的隧道定位方法及*** - Google Patents

一种基于激光测距与rfid技术的隧道定位方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明属于隧道内行车定位技术领域，具体涉及一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位技术，尤其是隧道内移动平台/车辆实时定位方法。本发明的基于激光测距与RFID技术的隧道定位技术解决了现有技术在隧道定位方面的难以布置、无法满足横纵向不同精度要求的问题。本发明的隧道定位技术包括，利用激光测距传感器实现隧道横向定位，通过有效性判别算法与不同有效传感器个数计算方法实现消除干扰，再利用RFID相位变化率实现隧道纵向位置粗定位，获取天线所在的标签区间，利用双曲线定位方法与横向位置实现隧道纵向位置最终定位。本发明的方法针对隧道环境横纵向尺度严重不平衡的特点，将横纵向定位分别采用激光测距传感器和RFID技术实现，满足了横纵向的不同高精度要求。

Description

一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法及***
技术领域
本发明属于隧道内行车定位技术领域，具体涉及一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位技术，尤其是隧道内移动平台/车辆实时定位方法。
背景技术
在铁路隧道的建设过程中，有些工程需要在局部范围内具有较高的隧道内定位精度，为实现此类工程的自动化作业，需要能够满足精度要求的实时定位方法为作业平台的自身定位提供可靠的信息。
常用的车辆定位技术如卫星定位、视觉定位等技术由于隧道环境的特殊性都无法实现良好的定位性能。基于无线传感器网络定位的技术在此类场景中得到了广泛研究，如CN105828433A“一种基于ZigBee的隧道定位***及方法”的专利文献中公开的一种基于ZigBee的隧道定位***及方法，采用间隔布置的ZigBee网管基站和参考节点，以及在隧道施工人员及车辆上设置定位节点，并通过基于RSSI的加权质心定位算法实现定位，但其能够达到的精度十分有限，且基站的布置和供电都较为麻烦。
无源RFID技术凭借其成本低、部署方便、响应速度快等优点，引起了研究人员的广泛关注，通过获取RFID标签的背向散射信号的信号强度或相位特性，并采用各类基于测距或非测距的计算方法，即可实现空间平面内的定位。虽然大部分方法应用在室内小范围内定位时能够实现良好的定位效果，但无法应用于隧道内移动平台的定位，因为这些方法采用天线固定，标签粘附于移动物体表面的方式，这在狭长的隧道内不仅布置成本过高，且天线的供电也是一大难题，而即使一些可用于隧道环境的方法，如CN114492703A“一种基于路径规划导航的隧道定位方法、装置及打孔方法”的专利中公开的一种基于路径规划导航的隧道定位方法、装置及打孔方法，其通过自动激光瞄准模块对标签模块的距离和角度进行检测，实现了较为方便的标签安装，同时使用RFID读写模块记录和获取相对位置，虽然该专利中还对定位精度进行了校准，但激光模块并未直接用于隧道横向定位，并且定位过程过于依赖车辆的设定行走里程，这会引起较大误差，因此对于需要较高精度要求以及对于横纵向不同定位精度的场景，该方法也难以满足精度要求。究其原因，这些方法并未对隧道横纵向尺度的严重不平衡的特性进行特别考虑，因此难以同时满足不同方向的不同精度要求。
激光测距是利用激光器向目标物体投射出脉冲激光束，激光束到达物体表面后反射回来，由激光器的光电接收装置接收反射回来的激光脉冲，并计算从发射到接收的耗时，实现对目标物体距离的测量，测量精度一般能够达到毫米级。而隧道环境场景较为单一，因此使用激光测距完成隧道横向定位理论上实现容易且能够满足高精度要求，然而，铁路隧道依照标准需要设置避车洞，加之隧道内作业容易受到工人、障碍物的干扰，因此要想实现稳定且精准的横向定位需要将这些干扰因素准确识别并消除影响。
发明内容
本发明提供了一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法，将隧道横纵向定位分离实现，以解决现有技术在隧道定位方面的难以布置、无法满足横纵向不同精度要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种分别利用激光测距和RFID技术实现隧道横向、纵向高精度定位的实时定位方法，包括以下步骤：
S1：利用激光测距传感器实现隧道横向定位：获取激光测距传感器的测距数据，使用传感器有效性判别算法判别各传感器有效性并针对不同的有效传感器组合进行横向位置x与航向角ψ的更新；
S2：利用RFID相位变化率实现隧道纵向位置粗定位：建立RFID标签ID与隧道纵向位置的映射库，获取接收RFID的相位信息并利用相位的变化率确定RFID天线所处标签区间，同时获取RFID的ID并与映射库匹配；
S3：利用双曲线定位方法与S1步骤所得到的横向位置实现隧道纵向位置最终定位：利用天线所处标签区间的2个标签的相位差进行双曲线定位，并利用最新的横向位置得到隧道纵向位置。
进一步地，所述RFID天线安装于需要定位的移动平台侧边，无源RFID标签粘贴于隧道壁。
进一步地，所述步骤S1传感器有效性判别算法如下：
(1)初始化：设定传感器布置个数n，设置传感器值变化阈值dts，同侧传感器差值变化阈值Δdts，初始时刻所有传感器数据均有效，上一采样时刻相对隧道中心横向位置x′＝0，上一采样时刻航向角ψ′＝0，上一采样时刻左右测距差值Δdl′＝Δdr′＝0；
(2)对于k∈{l，r}，计算同侧相邻传感器测距值之差Δdk，Δdk∈{Δdl，Δdr}，若该Δdk与上个采样时刻测距差值Δdk′之差的绝对值|Δdk-Δdk′|＞Δdts，则对该侧进行下一步判断，否则对该侧其他相邻传感器重复此判断直至完成该侧判断；
(3)进一步对k侧前后相邻传感器有效性进行判断，对于i∈[0，n/2)，计算传感器测距值与上一采样时刻之差Δdki＝dki-dki′，令条件cond＝(dki有效)OR(|Δdk-d·tanψ′|＞Δdts)，其中d为同侧相邻传感器安装间距，若同时满足|Δdki|＞dts与cond，则将dki有效性反转，否则完成此传感器判断；
(4)更新Δdk′＝Δdk；
算法首先执行(1)的初始化流程，然后循环执行(2)～(4)的判断流程直至本次所有传感器判断结束。
进一步地，所述步骤S1针对不同数量有效传感器的计算方法如下：
(1)传感器有效个数少于最小要求时，直接使用上个采样时刻计算得到的x和ψ作为本次计算结果；
(2)所有传感器均有效时，使用所有传感器数据直接计算横向位置x与航向角ψ；
(3)其他情况根据有效传感器可实现的组合分别进行计算并取均值得到x和ψ。
具体的，针对不同数量有效传感器的计算方法得到横向定位结果，所述计算方法如下：
(1)少于2个传感器有效时，直接使用上个采样时刻计算得到的x和ψ作为本次计算结果；
(2)仅2个传感器有效时，使用对应的2个传感器及所需环境参数计算x和ψ，并在存在多解时选择与上个采样时刻计算结果相近的结果，根据不同的传感器组合需要不同的计算方法：
①仅左/右同侧两个传感器(k＝l,r，k所在方向表示x和ψ正方向)有效时，此时除所有传感器数据及同侧传感器安装间距d外，还需要隧道宽度L以及左右传感器安装间距l才可计算出定位参数，因此采用式(1)所示算式计算x和ψ；
②仅前/后侧两个传感器(k＝f，b，ψ和x正方向为向左)，此时同样需要L和l才可计算定位参数，但计算方法不同，采用式(2)所示算式计算x和ψ，此时仅根据前/后侧两个传感器无法得到ψ的正负性，因此存在2个可能的x，需要其他条件进行相应的判断；
③仅斜对侧两个传感器(以dlf、drb为例)，此时ψ的值可由式(4)中的方程组解出，但存在一正一负2个解，无法直接得到ψ的正负性，因此同样需要额外信息进行判断；
(3)仅3个传感器有效时，分别使用有效的同侧2个传感器数据及同端(前/后)2个传感器数据通过式(1)和式(2)计算x和ψ，并在舍去多解后取均值作为最终计算结果；
(4)所有传感器均有效时，使用所有传感器数据通过式(4)直接计算x和ψ：
进一步的，所述步骤S1使用左右对称布置的4个激光测距传感器。
进一步地，所述S2具体步骤如下：
S21：根据标签固定处的位置建立RFID标签ID与隧道纵向位置y的映射库，获取接收RFID的相位信息，计算获取的每个标签相位值相对于上一采样时刻同标签的相位值的相位变化率Δp，并使用修正策略对数据π周期的相位变化特性引入的误差进行修正；
S22：利用滤波算法对得到的相位变化率数据进行滤波；
S23：根据得到的多个标签的相位变化率确定天线所处的标签区间，天线远离的标签变化率为正，天线靠近的标签变化率为负，变化率正负交替的标签区间即为所确定的区间；
S24：根据映射库中标签ID与y的映射关系将标签区间转化为隧道纵向坐标y区间
进一步地，所述S3具体步骤如下：
S31：通过设置合适的标签布置间距dtag消除接收RFID相位π周期相位变化特性对定位的影响；
S32：根据RFID信号相位与距离的关系得到唯一的到两标签的距离差Δd：
其中，Δd为天线到所处区间两标签的距离差，Δθ为所确定区间的两个标签的相位值之差，λ为RFID信号的波长，k′为保证结果唯一的整数，根据约束条件确定。
S33：利用双曲线定位与步骤S1所得天线横向位置得到天线隧道纵向位置：
其中a＝Δd/2，c＝dtag/2，/>分别为所处区间两标签对应的隧道纵坐标值，通过Δd的正负性即可剔除y的不合理值，从而得到最终的纵向位置。
进一步地，所述S31设置合适的标签布置间距dtag的方法如下：
(1)计算约束条件：
其中，l为天线到墙壁的垂直距离，λ为RFID信号的波长。
(2)在满足约束条件的前提下，设置合适的标签布置间距，为保证标签之间不会产生明显相互影响，同时需满足间距大于40cm。
本发明的基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法可应用于隧道接触网吊柱钻孔与安装自动化作业过程中的定位。
本发明提供了一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法的数据采集、处理与显示***，所述***包括：激光测距传感器、AD转换与通信模块、计算平台、RFID标签、RFID天线、RFID阅读器和显示交互终端，其中激光测距传感器数据通过AD转换与通信模块与计算平台连接，RFID天线通过RFID阅读器与计算平台连接，RFID天线与RFID标签的交互由天线发出的射频信号与标签反向散射完成，计算平台以固定频率向下发出指令采集数据，实施算法计算定位结果，并在显示交互终端中显示，终端可交互地配置部分可配置***参数与控制***的运行状态。
本发明还提供一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行前述计算方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行前述方法的步骤。
本发明为隧道高精度横纵向定位实时定位问题提供了一种新的解决方案，该方法具有如下特点：
1、针对隧道环境横纵向尺度严重不平衡的特点，将横纵向定位分别采用激光测距传感器和RFID技术实现，满足了横纵向的不同高精度要求；
2、在激光测距横向定位方法中通过提出的传感器有效性判别算法与针对不同传感器有效个数采用不同计算方法实现了对定位干扰因素影响的排除，最终达到稳定且精确的隧道横向定位；
3、提供基于RFID技术的两阶段隧道纵向定位，第一阶段根据各标签相位的变化率确定天线所处标签区间，实现粗定位，第二阶段利用双曲线实现标签区间内的精定位，为了消除RFID相位缠绕特性对定位的影响，还针对标签布置间距提出了约束条件；
4、为保证方法的稳定性，在数据处理过程中加入了滤波算法与其他处理方法。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法的流程示意图。
图2为本发明实施例中的激光测距与RFID装置布置示意图。
图3为本发明实施例的激光测距横向定位流程示意图。
图4为本发明实施例提供的RFID第一阶段粗定位流程示意图。
图5为本发明实施例提供的RFID第二阶段精定位流程示意图。
图6为本发明实施例提供的一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法的数据采集、处理与显示***示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法，其应用于隧道接触网吊柱钻孔与安装自动化作业过程中的定位，如附图1所示，其步骤如下：
S1：利用激光测距传感器实现隧道横向定位：获取激光测距传感器的测距数据，使用传感器有效性判别算法判别各传感器有效性并针对不同的有效传感器组合进行横向位置x与航向角ψ的更新；
S2：利用RFID相位变化率实现隧道纵向位置粗定位：建立RFID标签ID与隧道纵向位置的映射库，获取接收RFID的相位信息并利用相位的变化率确定RFID天线所处标签区间，同时获取RFID的ID并与映射库匹配；
S3：利用双曲线定位方法与S1步骤所得到的横向位置实现隧道纵向位置最终定位：利用天线所处标签区间的2个标签的相位差进行双曲线定位，并利用最新的横向位置得到隧道纵向位置。
如附图2所示，本实施例中激光测距传感器2左右对称布置于移动平台1两侧，共使用4个传感器以执行步骤S1，S1的步骤参照附图3，首先获取激光测距值集合D＝{dlf，dlb，drf，drb}，集合中元素分别表示左前、左后、右前、右后传感器数据。接下来执行的对应传感器有效性判别算法具体内容如下：
(1)初始化：设置传感器值变化阈值dts，同侧传感器差值变化阈值Δdts，初始时刻所有传感器数据均有效，上一采样时刻相对隧道中心横向位置x′＝0，上一采样时刻航向角ψ′＝0，上一采样时刻左右测距差值Δdl′＝Δdr′＝0；
(2)对于k∈{l，r}，计算同侧传感器测距值之差Δdk＝dkb-dkf，Δdk∈{Δdl，Δdr}，若一侧Δdk与上个采样时刻测距差值Δdk′之差的绝对值|Δdk-Δdk′|＞Δdts，则对该侧进行下一步判断，否则完成该侧判断；
(3)进一步对k侧前后传感器有效性进行判断，对于i∈{f，b}，计算传感器测距值与上一采样时刻之差Δdki＝dki-dki′，令条件cond＝(dki有效)OR(|Δdk-d·tanψ′|＞Δdts)，其中d为同侧传感器安装间距，若同时满足|Δdki|＞dts与cond，则将dki有效性反转，否则完成此传感器判断；
(4)更新Δdk′＝Δdk；
算法首先执行(1)的初始化流程，然后循环执行(2)～(4)的判断流程直至本次所有传感器判断结束。
得到传感器有效性判别结果后，执行如附图3所示有效传感器数分析与结果计算步骤，针对不同数量有效传感器的计算方法得到横向定位结果，所述方法如下：
(1)少于2个传感器有效时，直接使用上个采样时刻计算得到的x和ψ作为本次计算结果；
(2)仅2个传感器有效时，使用对应的2个传感器及所需环境参数计算x和ψ，并在存在多解时选择与上个采样时刻计算结果相近的结果，根据不同的传感器组合需要不同的计算方法：
①仅左/右同侧两个传感器(k＝l，r，k所在方向表示x和ψ正方向)有效时，此时除所有传感器数据及同侧传感器安装间距d外，还需要隧道宽度L以及左右传感器安装间距l才可计算出定位参数，因此采用式(1)所示算式计算x和ψ；
②仅前/后侧两个传感器(k＝f，b，ψ和x正方向为向左)，此时同样需要L和l才可计算定位参数，但计算方法不同，采用式(2)所示算式计算x和ψ，此时仅根据前/后侧两个传感器无法得到ψ的正负性，因此存在2个可能的x，需要其他条件进行相应的判断；
③仅斜对侧两个传感器(以dlf、drb为例)，此时ψ的值可由式(4)中的方程组解出，但存在一正一负2个解，无法直接得到ψ的正负性，因此同样需要额外信息进行判断；
(3)仅3个传感器有效时，分别使用有效的同侧2个传感器数据及同端(前/后)2个传感器数据通过式(1)和式(2)计算x和ψ，并在舍去多解后取均值作为最终计算结果；
(4)所有传感器均有效时，使用所有传感器数据通过式(4)直接计算x和ψ：
执行步骤S2与S3以实现隧道纵向定位。
如附图2所示，本实施例中用于隧道纵向定位的圆极化UHF RFID天线3安装于移动平台1侧边中心处，同时无源RFID标签4以固定间隔dtag粘贴于RFID天线3同侧隧道壁，标签均匀分布在作业点前后侧，其高度与RFID天线3相同，各RFID标签的ID与隧道纵向位置的映射关系被记录于数据库中以执行步骤S2与S3得到隧道纵向位置。
本实施例中，所述S2步骤如附图4所示，具体步骤如下：
S21：根据标签固定处的位置建立RFID标签ID与隧道纵向位置y的映射库，获取接收RFID的相位信息，计算获取的每个标签相位值相对于上一采样时刻同标签的相位值的相位变化率Δp，并使用修正策略对数据π周期的相位变化特性引入的误差进行修正，本实施例中采用式(5)所示的修正策略：
式中表示获取的对于第i个标签的第k个相位测量值，pts为针对相位跳跃修正引入的判断阈值。
S22：利用改进滑动窗口算法对得到的相位变化率数据进行滤波，具体步骤如下：
(1)在确定窗口大小m后，每次获取最新数据时，将窗口右移，即将窗口中的第一个数据移除，并将窗口内其他数据左移一位，最后将最新数据移入窗口尾部；
(2)进行滤波得到相位变化率，若窗口内所有数据均为正，则结果为正；若窗口内所有数据均为负，则结果为负；否则结果取上个采样时刻所得的相位变化率。
S23：根据得到的多个标签的相位变化率确定天线所处的标签区间，天线远离的标签变化率为正，天线靠近的标签变化率为负，变化率正负交替的标签区间即为所确定的区间；
S24：根据映射库中标签ID与y的映射关系将标签区间转化为隧道纵向坐标y区间
本实施例中，所述S3步骤如附图5所示，具体步骤如下：
S31：通过设置合适的标签布置间距dtag消除接收RFID相位π周期相位变化特性对定位的影响，约束条件如式(6)所示：
其中，l为天线到墙壁的垂直距离，λ为RFID信号的波长，根据使用的符合规定的UHF RFID的频率计算λ，并通过标准铁路隧道宽度与作业平台设计宽度得到l，最后计算得出限制条件，并在满足大于40cm的条件下选择合适布置间距对标签进行布置。
S32：根据RFID信号相位与距离的关系得到唯一的到两标签的距离差Δd，如式(7)所示：
其中，Δd为天线到所处区间两标签的距离差，Δθ为所确定区间的两个标签的相位值之差，λ为RFID信号的波长，k′为保证结果唯一的整数，本实施例中根据约束条件由式(8)确定：
S33：利用双曲线定位与S1所得天线横向位置得到天线隧道纵向位置，如式(9)所示：
其中a＝Δd/2，c＝dtag/2，/>分别为所处区间两标签对应的隧道纵坐标值，通过Δd的正负性即可剔除y的不合理值，从而得到最终的纵向位置。
本实施例还提供一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法的数据采集、处理与显示***，如附图6所示，所述***包括：激光测距传感器，AD转换与通信模块、计算平台、RFID标签、RFID天线、RFID阅读器和显示交互终端，其中激光测距传感器数据通过AD转换与通信模块与计算平台连接，RFID天线则通过RFID阅读器与计算平台连接，RFID天线与RFID标签的交互由天线发出的射频信号与标签反向散射完成，计算平台以固定频率向下发出指令采集数据，并实施以上算法计算定位结果，并在显示交互终端中显示，并且终端可交互地配置部分可配置***参数与控制***的运行状态。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用激光测距传感器实现隧道横向定位；
获取激光测距传感器的测距数据，使用传感器有效性判别算法判别各传感器有效性并针对不同的有效传感器组合进行横向位置x与航向角ψ的更新，所述的传感器有效性判别算法如下：
(1)初始化：设定传感器布置个数n，设置传感器值变化阈值dts，同侧传感器差值变化阈值Δdts，初始时刻所有传感器数据均有效，上一采样时刻相对隧道中心横向位置x′＝0，上-采样时刻航向角ψ′＝0，上一采样时刻左右测距差值Δdl′＝Δdr′＝0；
(2)对于k∈{l，r}，计算同侧相邻传感器测距值之差Δdk，Δdk∈{Δdl，Δdr}，若该Δdk与上个采样时刻测距差值Δdk′之差的绝对值|Δdk-Δdk′|＞Δdts，则对该侧进行下一步判断，否则对该侧其他相邻传感器重复此判断直至完成该侧判断；
(3)进一步对k侧前后相邻传感器有效性进行判断，对于i∈[0，n/2)，计算传感器测距值与上一采样时刻之差Δdki＝dki-dki′，令条件cond＝(dki有效)OR(|Δdk-d·tanψ′|＞Δdts)，其中d为同侧相邻传感器安装间距，若同时满足|Δdki|＞dts与cond，则将dki有效性反转，否则完成此传感器判断；
(4)更新Δdk′＝Δdk；
算法首先执行(1)的初始化流程，然后循环执行(2)-(4)的判断流程直至本次所有传感器判断结束；
S2：利用RFID相位变化率实现隧道纵向位置粗定位；
建立RFID标签ID与隧道纵向位置的映射库，获取接收RFID的相位信息并利用相位的变化率确定RFID天线所处标签区间，同时获取RFID的ID并与映射库匹配；
S3：利用双曲线定位方法与S1步骤所得到的横向位置实现隧道纵向位置最终定位；
利用天线所处标签区间的2个标签的相位差进行双曲线定位，并利用最新的横向位置得到隧道纵向位置。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于RFID天线安装于需要定位的移动平台侧边，无源RFID标签粘贴于隧道壁。
3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S1针对不同数量有效传感器的计算方法如下：
(1)传感器有效个数少于最小要求时，直接使用上个采样时刻计算得到的x和ψ作为本次计算结果；
(2)所有传感器均有效时，使用所有传感器数据直接计算x和ψ；
(3)其他情况根据有效传感器可实现的组合分别进行计算并取均值得到x和ψ。
4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述S2步骤为：
S21：根据标签固定处的位置建立RFID标签ID与隧道纵向位置y的映射库，获取接收RFID的相位信息，计算获取的每个标签相位值相对于上一采样时刻同标签的相位值的相位变化率Δp，并使用修正策略对数据π周期的相位变化特性引入的误差进行修正；
S22：利用滤波算法对得到的相位变化率数据进行滤波；
S23：根据得到的多个标签的相位变化率确定天线所处的标签区间，天线远离的标签变化率为正，天线靠近的标签变化率为负，变化率正负交替的标签区间即为所确定的区间；
S24：根据映射库中标签ID与y的映射关系将标签区间转化为隧道纵向坐标y区间
5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述S3步骤为：
S31：通过设置合适的标签布置间距dtag消除接收RFID相位π周期相位变化特性对定位的影响；
S32：根据RFID信号相位与距离的关系得到唯一的到两标签的距离差Δd：
其中，Δd为天线到所处区间两标签的距离差，Δθ为所确定区间的两个标签的相位值之差，λ为RFID信号的波长，k′为保证结果唯一的整数，根据约束条件确定；
S33：利用双曲线定位与S1所得天线横向位置得到天线隧道纵向位置：
其中a＝Δd/2，c＝dtag/2，/>分别为所处区间两标签对应的隧道纵坐标值，通过Δd的正负性即可剔除y的不合理值，从而得到最终的纵向位置。
6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述S31设置合适的标签布置间距dtag的方法如下：
(1)计算约束条件：
其中，l为天线到墙壁的垂直距离，λ为RFID信号的波长；
(2)在满足约束条件的前提下，设置合适的标签布置间距，为保证标签之间不会产生明显相互影响，同时需满足间距大于40cm。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法的数据采集、处理与显示***，所述***包括：激光测距传感器、AD转换与通信模块、计算平台、RFID标签、RFID天线、RFID阅读器和显示交互终端，其中激光测距传感器数据通过AD转换与通信模块与计算平台连接，RFID天线通过RFID阅读器与计算平台连接，RFID天线与RFID标签的交互由天线发出的射频信号与标签反向散射完成，计算平台以固定频率向下发出指令采集数据，实施算法计算定位结果，并在显示交互终端中显示，终端可交互地配置部分可配置***参数与控制***的运行状态。
8.如权利要求7所述的一种基于激光测距与RFID技术的隧道定位方法的数据采集、处理与显示***在隧道接触网吊柱钻孔与安装自动化作业过程中的定位的应用。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至6任一所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-6任意一项所述的方法的步骤。
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