CN103454661A - 一种基于gps与测距测角技术的定位系统 - Google Patents

一种基于gps与测距测角技术的定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于GPS与测距测角技术的定位系统，用于对室内目标定位，包括：室外定位装置、测距测角装置以及室内定位装置；其中，室外定位装置用于获取自身位置信息并发送给室内定位装置；测距测角装置用于获取所述室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差；室内定位装置用于根据室外定位装置的位置信息、室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置的绝对位置信息。本发明对室内目标定位误差小，准确度高。

Description

一种基于GPS与测距测角技术的定位系统
【技术领域】
本发明涉及空间定位技术，尤其涉及一种基于GPS（Global PositioningSystem，全球定位系统）与测距测角技术的定位系统。
【背景技术】
现有技术中的室内目标空间定位技术往往采用红外、超声波、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、RFID、ZigBee、超宽带等技术对所述目标进行空间定位。上述空间定位技术均通过建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系来获取所述目标的相对、近似的位置信息。然而，由于各种信息强度的不稳定性以及易被干扰性，以及建筑物对无线信号的屏蔽特性，使得常难以获取所述目标的精确位置。
【发明内容】
本发明提供了一种基于GPS与测距测角技术的室内绝对值定位系统，旨在解决现有的室内目标空间精确定位难的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
一种基于GPS与测距测角技术的定位系统，用于对室内目标定位，包括：
室外定位装置，用于获取自身位置信息并发送给室内定位装置；
测距测角装置，用于获取所述室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，并发送给室内定位装置；以及
室内定位装置，用于根据室外定位装置的位置信息、室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置的绝对位置信息。
优选地，所述室外定位装置包括：
GPS定位模块，用于获取所述室外定位装置的位置信息；
室外通信模块，用于将所述室外定位装置的位置信息发送给室内定位装置。
优选地，所述室内定位装置包括：
室内通信模块，用于获取所述室外定位装置的位置信息，
数据处理模块，用于根据所述室外定位装置的位置信息、室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置的绝对位置信息。
优选地，所述测距测角装置与所述室内定位装置通过有线或者无线的方式通讯。
优选地，所述测距测角装置安装于所述室内定位装置上，测距测角装置将其获取的距离以及方位差通过室内通信模块发送给数据处理模块，所述数据处理模块根据其获取的室外定位装置的位置信息、室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置的绝对位置信息。
优选地，所述测距测角装置为激光测距测角仪、红外测距测角仪、机械测距测角仪中的一种。
优选地，所述定位系统还包括机械臂，所述机械臂用于支撑所述室外定位装置，并将所述室外定位装置置于室外。
优选地，所述机械臂一端与所述室外定位装置连接，所述机械臂为可伸缩转向式机械臂。
优选地，所述定位系统还包括一支架，所述室内定位装置安装于所述支架上。
优选地，所述室内定位装置还包括一显示模块，所述显示模块用于显示所述室内定位装置的绝对位置信息。
本发明的有益效果在于：本发明将所述室外定位装置置于室外以进行GPS定位，通过获取所述室外定位装置的绝对位置及其与所述室内定位装置的距离以及方位差计算所述室内定位装置的绝对位置，对室内目标定位误差小，准确度高。
【附图说明】
图1是本发明实施例1提供的无线方式的基于GPS与测距测角技术的定位系统结构图；
图2是本发明实施例2提供的有线方式的基于GPS与测距测角技术的定位系统结构图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出的基于GPS与测距测角技术的定位系统用于对室内目标精确定位。下文将对本发明提出的基于GPS与测距测角技术的定位系统结构及其工作原理作进一步详细介绍。
实施例1：
图1所示为本发明实施例1提供的无线方式的基于GPS与测距测角技术的定位系统结构图。该系统包括：室外定位装置100、室内定位装置200以及测距测角装置300，室外定位装置100用于获取自身位置信息并发送给室内定位装置200；测距测角装置300用于获取室外定位装置100与室内定位装置200之间的距离以及方位差，并发送给室内定位装置200；室内定位装置200用于根据室外定位装置100的位置信息、室外定位装置100与室内定位装置200之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置200的绝对位置信息。其中，室外定位装置100包括GPS定位模块101、室外通信模块102，室内定位装置200包括室内通信模块201以及数据处理模块202。GPS定位模块101用于获取室外定位装置100的位置信息；室外通信模块102用于将室外定位装置100的位置信息发送给室内定位装置200；室内通信模块201用于获取室外定位装置100的位置信息，数据处理模块202用于根据室外定位装置100的位置信息、室外定位装置100与室内定位装置200之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置200的绝对位置信息。
在该实施例中，室外定位装置100与室内定位装置200之间通过无线方式进行通信，例如WiFi、蓝牙(Bluetooth)、ZigBee或者RFID等。测距测角装置300与室内定位装置200电连接，以传输其检测到的距离和方位差等信息。
下面对该系统的具体安装、使用及工作原理进行详细介绍：
在该系统工作之前，首先将室内定位装置200放置于室内待定位的目标旁，将室外定位装置100放置于室外，且在室外定位装置100与室内定位装置200的直线距离之间应无其它障碍物。同时，室外通信模块102与室内通信模块201之间建立点对点连接，用于传输数据。其中，室外定位装置100可通过多种途径与方式置于室外，优选地，在本发明中，可通过一机械臂支撑室外定位装置100，并将室外定位装置100置于室外。该机械臂的一端可固定于室内定位装置200上，也可以不固定于室内定位装置200上，而采取固定于室内其他装置上的方式，只要室内定位装置200上的测距测角装置300能够捕获室外定位装置100即可，这样可以有效增加室内定位的自由度，避免被机械臂所束缚，机械臂只需承担将室外定位装置100送出室外的功能即可。机械臂另一端与室外定位装置100连接，该机械臂可以采用可伸缩转向式机械臂。还可以在室内待定位目标旁设置一支架，将室内定位装置200安装于该支架上。测距测角装置300可安装于室内定位装置200上，或者直接安装于支架上，再通过数据线与室内定位装置电连接。
在室外定位装置100与室内定位装置200布置完毕后，基于GPS与测距测角技术的定位系统开始对室内待定位的目标进行定位。具体地，GPS定位模块101获取室外定位装置100的位置信息并打包成GPS数据包，通过室外通信模块102发送。
测距测角装置300获取室外定位装置100与室内定位装置200之间的距离以及方位差，并发送给室内定位装置200的数据处理模块202。优选地，测距测角装置300可选用激光测距测角仪、红外测距测角仪以及机械测距测角仪中的一种。
室内通信模块201获取GPS数据包并传输给数据处理模块202，数据处理模块202对GPS数据包解析得到室外定位装置100的位置信息，并结合距离以及方位差信息获取室内定位装置200的绝对位置信息。室内定位装置还可以设置一显示模块，显示模块用于显示室内定位装置的绝对位置信息。
由于室内GPS定位往往会受到建筑物的屏蔽效应，本发明实施例将室外定位装置100置于室外以进行GPS定位，通过获取室外定位装置100的绝对位置及其与室内定位装置200的距离及方位差，计算室内定位装置200的绝对位置，对室内目标定位误差小，准确度高。
实施例2：
图2所示为本发明实施例2提供的有线方式的基于GPS与测距测角技术的定位系统结构图。实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中室外定位装置100与室内定位装置200之间通过有线方式进行通信，而不是采用无线方式进行通信。其他具体结构和工作原理与实施例类似，此处不再赘述。有线方式相比无线方式实现较为复杂，但是数据传输稳定。
虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来说明本发明，并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于GPS与测距测角技术的定位系统，用于对室内目标定位，其特征在于，包括：
室外定位装置，用于获取自身位置信息并发送给室内定位装置；
测距测角装置，用于获取所述室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，并发送给室内定位装置；以及
室内定位装置，用于根据室外定位装置的位置信息、室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置的绝对位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述室外定位装置包括：
GPS定位模块，用于获取所述室外定位装置的位置信息；
室外通信模块，用于将所述室外定位装置的位置信息发送给室内定位装置。
3.根据权利要求1所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述室内定位装置包括：
室内通信模块，用于获取所述室外定位装置的位置信息，
数据处理模块，用于根据所述室外定位装置的位置信息、室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置的绝对位置信息。
4.根据权利要求1所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述测距测角装置与所述室内定位装置电连接。
5.根据权利要求4所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述测距测角装置安装于所述室内定位装置上，测距测角装置将其获取的距离以及方位差通过室内通信模块发送给数据处理模块，所述数据处理模块根据其获取的室外定位装置的位置信息、室外定位装置与室内定位装置之间的距离以及方位差，换算成室内定位装置的绝对位置信息。
6.根据权利要求1～5任一项所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述测距测角装置为激光测距测角仪、红外测距测角仪、机械测距测角仪中的一种。
7.根据权利要求1～5任一项所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括机械臂，所述机械臂用于支撑所述室外定位装置，并将所述室外定位装置置于室外。
8.根据权利要求7所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述机械臂一端与所述室外定位装置连接，所述机械臂为可伸缩转向式机械臂。
9.根据权利要求1～5任一项所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括一支架，所述室内定位装置安装于所述支架上。
10.根据权利要求1～5任一项所述的基于GPS与测距测角技术的定位系统，其特征在于，所述室内定位装置还包括一显示模块，所述显示模块用于显示所述室内定位装置的绝对位置信息。
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