一種室內無線定位方法與流程

2023-04-29 19:54:01 4

本發明涉及一種定位方法，尤其涉及一種室內無線定位方法，屬於衛星導航技術領域。

背景技術：

目前最為常見的無線定位的方法就是GPS，全球衛星定位系統，這種方法主要適用於室外的場景，一般精度可以達到10米左右。

然而據申請人了解，若將GPS定位的場景搬到室內，衛星信號常常出現無法被正常接收的情況，GPS也因此無法正常使用。而且GPS的定位刷新速度最高只能達到25Hz，對於運動較快的目標也無法進行實時跟蹤。對於精度要求較高的場合(釐米級的要求)，GPS技術也無法適應。

技術實現要素：

本發明的目的在於：針對上述的缺陷，提供一種室內無線定位方法，通過在牆立面設置至少四個位置互為等腰三角形的基站，建立坐標系，並計算出待測標籤與每個基站之間的距離差，從而獲取待測標籤的坐標。

為了達到以上目的，提供一種室內無線定位方法，通過在牆立面上設置至少4個基站，其中3個基站採用等腰三角形位置放置，每個基站與等腰三角形底邊中心的中心點距為500mm，方法包括

1)將待定位標籤固定在離等腰三角形底邊中點距離500mm的法線上進行校準，並把這個位置定義為空間原點；

2)待定位標籤間斷式地發出脈衝調製信號，由基站分別接收信號，根據基站收到信號的相位差，計算待定位標籤到每個基站的距離差，公式為公式中x0，y0，z0為已知的基站坐標，其中d是每個標籤到兩個基站之間的距離差；其中e是兩個基站之間的距離；c可以通過a和b由勾股定理求得；從而得出x，y和z的坐標值，即待定位標籤的三維空間坐標。

本發明的優選方案是：當只存在一個待定位標籤時，待定位標籤的信號為2.4GHz的信號頻段；當存在多個待定位標籤時，每一個被測點都採用不同的頻點，範圍從2.42GHz～2.48GHz，每個頻點的帶寬為20MHz。

優選地，得到的坐標值數據通過有線或無線方式傳輸到中央控制系統。

本發明有益效果為：本發明通過牆立面上安置的基站以建立新的坐標系，並通過計算各個基站與待測標籤的距離相位差計算出待測標籤的坐標，可以適用於各種室內環境，該方法運算簡便，獲取的坐標值具有高精確度。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1為本發明的基站分布正視圖；

圖2為本發明的基站分布俯視圖；

圖3為本發明的實施例一的定位示意圖。

具體實施方式

實施例一

本實施例提供的一種室內無線定位方法，通過在牆立面上設置至少4個基站，其中3個基站採用等腰三角形位置放置，每個基站與等腰三角形底邊中心的中心點距為500mm，方法包括：

1)將待定位標籤固定在離等腰三角形底邊中點距離500mm的法線上進行校準，並把這個位置定義為空間原點；

2)待定位標籤間斷式地發出脈衝調製信號，由基站分別接收信號，根據基站收到信號的相位差，計算待定位標籤到每個基站的距離差，公式為公式中x0，y0，z0為已知的基站坐標，其中d是每個標籤到兩個基站之間的距離差；其中e是兩個基站之間的距離；c可以通過a和b由勾股定理求得；從而得出x，y和z的坐標值，即待定位標籤的三維空間坐標。

當只存在一個待定位標籤時，待定位標籤的信號為2.4GHz的信號頻段；當存在多個待定位標籤時，每一個被測點都採用不同的頻點，範圍從2.42GHz～2.48GHz，每個頻點的帶寬為20MHz。

得到的坐標值數據通過有線或無線方式傳輸到中央控制系統。

如圖3所示，點A、B、C、D是基站，點E是標籤位置。為清楚地看到標籤的三維位置，在XY，YZ和XZ平面上分別做了標籤的投影點F、G、H，。可以看到，在X軸上每500mm布置一個基站，則中心點D就是坐標原點，在Y軸上500mm的位置再布置一個基站。當標籤移動到如圖中點E位置時，得到與點A、B、C的三個距離差分別是296.7mm、-8.4mm以及16.5mm。根據計算，我們可以得到紅點的三維坐標為(-261.9,625,226.2)，單位是mm。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。