算法改進過程如下(n個閱讀器,m個參考標簽和u個待定位標簽):
(1)分別獲得u個帶定位標簽關于n個閱讀器的信號強度矩陣:
S=S11 … S1u… … …Sn1 … Snu(1)
再獲得包圍待揀選貨物的矩形定點上的4個參考標簽(分別編號為a、b、c、d)關于n個閱讀器的信號強度矩陣:
(2)如圖3所示,當需要揀選的貨物位置在⑥、⑦、⑩、{11}參考標簽圍成的方框區域內時,分別使用6、7、10、11號參考標簽為鄰居標簽,利用式(3)得到所有以6、7、10、11號參考標簽為鄰居標簽與待測標簽的值,即為其歐式距離。根據參考標簽離需揀選貨物的距離關系,由式(4)選取Mj值最小的前K(1≤K≤u)個待測標簽,表示這K個標簽離需選取的貨物位置相對較近。其中,kj由式(5)獲得,其中di對應圖2中的距離。
(3)通過式(6)求得選取的該K個待測標簽的坐標(x,y):
(4)得到這4個點的坐標后,利用式(7)求出e最小的點,即離(x0,y0)最近的待測標簽,其中,(x0,y0)為需選取貨物的坐標,選擇該最近的待測標簽(操作員)為接收揀選命令的操作員。
5 實驗結果分析
按照圖2實驗布局,每一排中相鄰兩參考標簽之間距離為2 m,每兩排之間距離為1.5 m。約定當系統選擇離待揀選貨物最近最方便的操作員完成揀選任務即為此次定位正確。通過大量實驗得到,當K<5時,隨著K的增大選取最近待測標簽的準確率提高;當K≥5時,隨著K值的增加選取最近待測標簽的準確率只存在微弱波動,而K值的增加帶來額外的計算。因而,K=5時系統性能最佳。
取K=5,實驗得到算法改進前后選取最近操作員正確率對比圖如圖3所示。其中,橫坐標對應圖2中待揀選貨物的序號,縱坐標為選取操作員的正確率。
從圖3可以看出,改進算法較原來的LANDMARC算法準確率有所提高。而且,實驗中定位錯誤時選擇的操作員的位置與在實際離待揀選貨物最近的操作員位置相鄰近。因而,系統定位準確率能達到揀選定位要求。
分析結果數據可知,對于2、4號待揀選貨物定位選擇操作員準確率明顯提升。以4號待揀選貨物為例,從系統布局示意圖可以看出,與4號待揀選貨物距離相對較近的有a、b、c位操作員,由無線電波在室內傳播模型分析,相對于帶定位標簽a、b,帶定位標簽c由于與貨物4周圍的14、15、18、19號參考標簽在同一條走廊上,因而路徑損耗相近,系統定位時更容易選擇c為最近操作員。由此可得,當操作員與待揀選幾何距離相近時,改進算法能夠選擇相同走廊上的操作員完成揀選工作,而避免選擇與待揀選貨物不在相同走廊上的操作員而走遠距離完成揀選任務的情況,從而提高揀選效率。
6 結論
本文設計了基于室內定位的倉儲語音揀選系統,系統使用ICRoute公司設計生產的V280語音識別標準模塊,完成語音命令的下達與識別。為提高揀選操作員調度效率,系統以LANDMARC室內定位算法為基礎,以語音揀選倉庫為實際應用目標,對室內定位算法進行應用改進,與原始LANDMARC算法相比較改進后的算法定位精度提高2%~60%,實用性更強。該系統具有較好的市場應用前景。
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