CN104678355A - 多点定位方法及定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多点定位方法及定位系统，通过设置多个定位装置，并通过这些定位装置分别测量与待定位装置之间的距离参数，通过这些参数来确定该待定位装置与各定位装置之间的距离，并对定位信息进行显示。从而精确定位该待定位装置所处的位置。实现了在多个定位装置测量范围内对待定位装置的精确定位。同时，为了防止一些信号不好的地方、或者待定位装置距离显示装置较远的情况发生，在本申请中还可以将定位信息发至中继服务器进行中转，从而有效的保证了信息传递质量。保证了在较复杂的环境下实现高精度定位。

Description

多点定位方法及定位系统

技术领域

本发明涉及一种多点定位方法及定位系统，尤其涉及一种能够通过多个定位装置对物体进行定位的多点定位方法及定位系统。

背景技术

在我们日常生活中，随着科技的不断发展，定位功能越来越受到人们的青睐。但是现有的定位技术主要运用在汽车导航、地图搜索等大范围定位领域，通常只能定位物体处于的大概位置，如一栋大楼或一个小区等。但是随着人们对定位技术的要求不断提高，大范围的定位精度已经无法解决人们生活中遇到的各类问题，如停车场停车定位、事故灾难对受困人员的定位等。所以如何在一定范围内实现高精度定位是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种多点定位方法及定位系统，解决了现有技术中无法对一定范围内的待定位物体进行精确定位的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本申请提供一种定位系统，其包括：至少三个定位装置、至少一个待定位装置和处理装置；

所述待定位装置用于向所述至少三个定位装置发送射频信号；

所述至少三个定位装置用于接收待定位装置发送的射频信号，并分别根据接收的射频信号计算对应定位装置与所述待定位装置之间的距离参数；

所述处理装置用于根据计算出的至少三个距离参数定位对所述待定位装置进行定位；并对定位信息进行显示，或将定位信息发送给所述待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

更进一步地，所述处理装置还包括：距离值确定模块和定位模块；

所述距离值确定模块用于根据计算得到的所述距离参数，确定所述待定位装置与各定位装置之间的距离值；

所述定位模块用于根据确定的所述至少三个距离值，确定所述待定位装置的定位信息。

更进一步地，所述处理装置为所述至少三个定位装置中具有处理能力的一个主定位装置。

更进一步地，本申请定位系统还包括：中继服务器；

所述处理装置还用于将至少一个所述待定位装置的定位信息发送给所述中继服务器；

所述中继服务器用于将至少一个所述定位信息发送给对应的待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

更进一步地，本申请定位系统包括：至少四个所述定位装置，其中所述至少四个定位装置中的一个定位装置为所述待定位装置。

更进一步地，所述至少三个定位装置设置在搜救车上。

本申请提供一种多点定位方法，其包括以下步骤：

至少三个定位装置接收待定位装置发送的射频信号；

至少三个定位装置分别根据接收的射频信号计算对应定位装置与所述待定位装置之间的距离参数；

根据计算出的至少三个距离参数定位对所述待定位装置进行定位；并对定位信息进行显示，或将定位信息发送给所述待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

更进一步地，所述根据计算出的至少三个距离参数定位对待定位装置进行定位的具体步骤为：

分别根据计算得到的所述距离参数，确定所述待定位装置与各定位装置之间的距离值；

根据确定的所述至少三个距离值，确定所述待定位装置的定位信息。

更进一步地，所述至少三个定位装置中包括一个具有处理能力的主定位装置；所述根据计算出的至少三个距离参数定位对待定位装置进行定位的步骤具体包括：

所述主定位装置接收其他定位装置发送的距离参数；

所述主定位装置根据接收的各定位装置的距离参数对待定位装置进行定位。

更进一步地，本申请多点定位方法还包括以下步骤：

将至少一个所述待定位装置的定位信息发送给所述中继服务器；

所述中继服务器将至少一个所述定位信息发送给对应的待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

本发明的有益效果是：通过设置多个定位装置，并通过该些定位装置分别测量与待定位装置之间的距离参数，通过这些参数来确定该待定位装置与各定位装置之间的距离，从而精确定位该待定位装置所处的位置，并对定位信息进行显示，或将定位信息发送给所述待定位装置和/或其他显示设备进行显示。实现了在多个定位装置测量范围内对待定位装置的精确定位的同时，使自身或者他人能够查看该装置的定位信息。具体的，例如在搜救过程中，可以将被困人员的定位信息发送给搜救人员的手持终端中进行查看；也可以将搜救人员的定位信息发送给被困人员查看；此外，在一些较为恶劣的环境下，为了避免搜救人员迷路，还可以将搜救人员的定位信息发送给搜救人员的手持终端对比查看。

进一步，为了防止一些信号不好的地方、或者待定位装置距离显示装置较远的情况发生，在本申请中还可以将定位信息发由中继服务器进行中转，从而有效的保证了信息传递质量。保证了在较复杂的环境下实现高精度定位。

附图说明

图1为本发明一实施例中定位系统结构示意图；

图2为本发明一实施例中处理装置结构示意图；

图3为本发明又一实施例中定位系统结构示意图；

图4为本发明又一实施例中定位系统结构示意图；

图5为本发明一实施例中定位装置结构示意图；

图6为本发明一实施例中多点定位方法流程图。

具体实施方式

本发明的总体构思为:通过设置多个定位装置接收一定范围内的待定位装置发送的射频信号，并通过该信息计算与待定位装置之间的距离参数，从而获得与待定位装置之间的距离值，利用多个距离值实现对待定位装置的准确定位，并对定位信息进行显示，或将定位信息发送给所述待定位装置和/或其他显示设备进行显示。在本申请中多个定位装置可以安装在其定位距离范围内的任意位置。本申请中的定位装置可以设置在一些定位较为困难的地方也能获得良好的定位效果，如封闭的楼层、地下信号不好的矿井等场所。而本申请中定位装置与待定位装置之间主要通过射频通信，定位装置的定位范围与其能够接收射频信号的通信范围相适配。较优的，本申请中射频通信的频率可以采用500KHZ-50MHZ中的任意频率。

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参考图1，在本申请中提供一种定位系统，其包括：至少三个定位装置、至少一个待定位装置和处理装置；其中，待定位装置用于向至少三个定位装置发送射频信号。该射频信号用于定位装置计算待定位装置与自身之间的距离参数。至少三个定位装置用于接收待定位装置发送的射频信号，并分别根据接收的射频信号计算对应定位装置与待定位装置之间的距离参数。而处理装置用于根据计算出的至少三个距离参数定位对待定位装置进行定位，并对定位信息进行显示，或将定位信息发送给所述待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

请参考图1，本申请一实施例中的定位系统10包括：定位装置101、定位装置102、定位装置103、待定位装置105和处理装置107。本申请中的三个定位装置可以任意位置安放，其只需要待定位装置105进入其定位范围内就能对其进行定位。一个实施例中可以将三个定位装置安装于一楼层中，而待定位装置105则可以为一具有射频发送功能的手持终端。在本实施例中，待定位装置105通过射频向外发送射频信号，定位装置101、定位装置102、定位装置103接收该射频信号，并根据该射频信号分别计算待定位装置105与自身的距离参数。然后三个定位装置分别将计算得到的距离参数通过高频通道发送给处理装置107。处理装置根据接收到的三个距离参数以及三个定位装置的位置信息，对待定位装置105进行定位，获得定位信息。在本实施例中，三个定位装置与处理装置107之间的高频通道可以是WIFI、NFC、RFID、UWB、蓝牙或者GSM的通信方式，或者也可以采用2.4GHZ、868MHZ的无线通信频率，较优的两者之间可以采用433MHZ的频率进行通信。

而在本申请中，为了处理方便，缩小布置成本，较优的，可以将至少三个定位装置中的一个作为主定位装置，例如将定位装置103作为主定位装置，该主定位装置103具有运算处理能力，即主定位装置103为处理装置107。定位装置101、定位装置102将计算得到的距离参数发送给主定位装置103满足定位装置103根据接收的参数以及自身计算的参数定位待定位装置105。

具体的，请参考图2，本申请中的处理装置107（可以集成于定位装置中）可以进一步包括：距离值确定模块1071、定位模块1072。本实施例中，距离值确定模块1071用于根据接收的各定位装置计算得到的距离参数，获取对应定位装置距离待定位装置105的距离值。而定位模块则用于根据确定的至少三个距离值，确定待定位装置105的定位信息。该确定过程及处理装置模拟建立当前坐标，根据确定的待定位装置105分别到三个定位装置的距离，计算得出该待定位装置105在该控件中的位置信息。

在本申请中，各定位装置中可以包括接收模块可以包括接收模块、解析模块和参数确定模块；其中接收模块用于接收待定位装置105发送的射频信号。一实施例中接收模块可以具体为电场天线和磁场天线，其分别接收射频信号中的电场信号和磁场信号。而解析模块用于解析接收的射频信号的电信号和磁信号的相位。参数确定模块用于根据解析得到的电信号和磁信号的相位，确定距离参数。具体的其可以将射频信号的电信号和磁信号的相位差作为距离参数；或者将根据相位差得到的表征定位装置与待定位装置15之间的距离值的电压值或电流值作为距离参数；即根据相位差与电压值、电流值之间的对应关系，将该相位差转换为电压值或电流值，用以表征定位装置与待定位装置15之间的距离值；或者将与相位差对应的定位装置与待定位装置15之间的距离值作为距离参数。因各定位装置设定的距离参数可以有多种形式，所以距离值确定模块1071可以根据接收到的距离参数的类型相应的根据对应的确定方式来获取该定位装置与待定位装置105之间的距离值。

此外，本申请中，定位系统10还可以包括多个待定位装置。同时为多个待定位装置进行定位。请参考图3，本实施例以两个待定位装置为例进行说明，在图1的基础上，本实施例中还可以进一步包括第二个待定位装置，即待定位装置106。定位系统10能同时对待定位装置105和待定位装置106进行定位获取两者的定位信息。以一个具体的实施场景为例，定位装置101、定位装置102、定位装置103分别安装于某楼层中，该楼层不慎起火，而待定位装置105为受困人员的手持装置，待定位装置106为搜救人员的手持装置。三个定位装置经过定位，获取了受困人员及搜救人员的定位信息，并由处理装置107通过WIFI、Zigbee、GPRS、3G、LTE等无线网络发送给搜救人员的手持装置，搜救人员的手持装置显示出对应的定位信息，按照显示的信息能直接确定受困人员的位置，便于及时营救。而在本申请中，可以只将首轮人员的信息发送给搜救人员的手持装置，而为了避免搜救人员迷路，便于其判断与受困人员之间的物理位置，较优的还可以将搜救人员的位置信息一并发送给搜救人员的手持装置。

此外，在一实施例中，处理装置107还可以不直接将定位信息发送给对应的待定位装置和/或其他显示设备进行显示，其可以通过由中继服务器（图中未示出）进行转发。因为在一些地形较为复杂的场景中，处理装置107可能无法直接与较远处的待定位装置进行联系，其可以通过将定位消息发送给中继服务器，然后由其进行转发给对应的待定位装置。以矿井为例，因其一般处于地下，信号普遍较弱，地面上的搜救人员手持装置无法及时收到处理装置发出的信号，此时就可以由中继装置进行转发，而中继装置也可以将定位信息发送给后台管理中心进行后台管理和统筹调配。

请参看图4，在另一实施例中，本申请的定位系统10包括至少四个定位装置，本实施例中以4个定位装置为例进行说明。图4中分别包括：定位装置101、定位装置102、定位装置103和定位装置104。而各定位装置的位置信息可以预先存储于处理装置107中，在本实施例中，也可以由各定位装置两两进行测量，获得自身的位置信息，测量方式与上述定位模块1072采用的方式相同，例如由定位装置101发送射频信息，定位装置102、定位装置103和定位装置104分别对该射频信息进行计算得到对应的距离参数，由处理装置对该些距离参数进行定位，从而获取定位装置101的位置信息。

请参考图5，在本申请中，以定位装置101为例，其具体的电路结构可以包括：测距天线501，其可以进一步包括电场天线502和磁场天线503，其分别接收射频信号中的电场信号和磁场信号。信号放大滤波电路504、相位比较电路505、信号解调电路506、解码电路507。定位装置101通过电场天线502和磁场天线503接收两路信号，该两路信号通过放大滤波电路504进行放大，然后通过相位比较505电路得到两路信号的相位差，然后进过转换得到电压值。电场天线502收到的信号另外通过解调电路506得到载波数据信息，通过解码电路507得到码元。此外定位装置101还包括一个控制器508，其可以为中央处理器，用来协调各其他模块工作。

而本申请中的定位装置101不仅可以接收射频信号，根据射频信号进行测距定位，作为定位装置；其也可以作为待定位装置发射射频信号。所以在定位装置101还可以包括编码电路509，调制电路510，放大电路511。定位装置101需要发送的信息通过编码电路509进行编码，然后经过调制电路510和放大电路511调制放大后，发送到电场天线502和磁场天线503进行发送。此外，本申请中定位装置101和处理装置107之间的高速通道可以由高速数据传输模块512来建立，其可以通过射频通信参数建立与处理装置107之间的高速射频通道，而其建立的射频通道的工作频率可以选择为2.4GHz频段或433MHz频段或900Mhz频段中的一个频段，本实施例优选频段为2.4GHz频段。此外，还可以选择为GSM模块来完成通信。

请参考图6，在本申请中，还提供一种多点定位方法，其主要包括以下步骤：

步骤602：至少三个定位装置接收待定位装置发送的射频信号；进入步骤604；

在该步骤中，由至少三个定位接收待定位装置发送的射频信号，具体的，本申请中射频通信的频率可以采用500KHZ-50MHZ中的任意频率。而定位装置中用于接收射频信号的模块也可以由电场天线和磁场天线来完成。

步骤604：分别根据接收的射频信号计算对应定位装置与待定位装置之间的距离参数；进入步骤606；

在本申请中，由各定位装置根据接收的射频信号进行计算，确定对应定位装置与待定位装置之间的距离参数。具体的确定过程由解析模块与参数确定模块完成，首先解析模块解析接收的射频信号的电信号和磁信号的相位，然后再由参数确定模块根据解析得到的电信号和磁信号的相位，确定距离参数。具体的其可以将射频信号的电信号和磁信号的相位差作为距离参数；或者将根据相位差得到的表征定位装置与待定位装置之间的距离值的电压值或电流值作为距离参数；即根据相位差与电压值、电流值之间的对应关系，将该相位差转换为电压值或电流值，用以表征定位装置与待定位装置之间的距离值；或者将与相位差对应的定位装置与待定位装置之间的距离值作为距离参数。

步骤606：根据计算出的至少三个距离参数定位对待定位装置进行定位；并对定位信息进行显示。

在本步骤中，由处理装置负责对待定位装置进行定位。首先需要各定位装置将计算得到的距离参数发送给处理装置，而为了实现高速传输，较优的各定位装置与处理装置之间通过高速通道传递，该高频通道可以是WIFI、NFC、RFID、UWB、蓝牙或者GSM的通信方式，或者也可以采用2.4GHZ、868MHZ的无线通信频率，较优的两者之间可以采用433MHZ的频率进行通信。在处理装置接收到各距离参数后，由距离值确定模块根据接收的各定位装置计算得到的距离参数，获取对应定位装置距离待定位装置的距离值。因各定位装置设定的距离参数可以有多种形式，所以距离值确定模块可以根据接收到的距离参数的类型相应的根据对应的确定方式来获取该定位装置与待定位装置之间的距离值。然后再由定位模块根据确定的距离值计算待定位装置的定位信息。

在本步骤中，其具体还可以包括两个子步骤：

步骤6061：分别根据计算得到的距离参数，确定待定位装置与各定位装置之间的距离值；

在本步骤中，由距离值确定模块根据接收的距离参数类型，采用不同的表征参数获取该定位装置与待定位装置之间的距离值。

步骤6062：根据确定的所述至少三个距离值，确定所述待定位装置的定位信息；

在该子步骤中，主要由定位模块根据确定的距离值计算待定位装置的定位信息，而其定位的方式在上述定位模块的功能介绍中已经详细指出，在此就不进行赘述。

此外，为了使计算得到的定位信息能够传递给其他设备进行使用，在一实施例中，步骤606之后还包括步骤608；

步骤608：将至少一个待定位装置的定位信息发送给对应的待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

在本步骤中，处理装置可以在得到对应的定位信息后直接由显示模块进行显示，此外也可以发由需要该数据的待定位装置和/或其他显示设备进行显示，例如可以发送给搜救人员的手持终端或者后台管理中心进行显示处理等。具体的，其可以通过WIFI、Zigbee、GPRS、3G、LTE等无线网络发送给对应的待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

此外，在一实施例中，还可以不直接将定位信息发送给对应的待定位装置或者其他显示设备进行显示，其可以通过由中继服务器进行转发。因为在一些地形较为复杂的场景中，处理装置可能无法直接与较远处的待定位装置进行联系，其可以通过将定位消息发送给中继服务器，然后由其进行转发给对应的待定位装置。以矿井为例，因其一般处于地下，信号普遍较弱，地面上的搜救人员手持装置无法及时收到处理装置发出的信号，此时就可以由中继装置进行转发，而中继装置也可以将定位信息发送给后台管理中心进行后台管理和统筹调配。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定位系统，其特征在于，包括：至少三个定位装置、至少一个待定位装置和处理装置；

所述待定位装置用于向所述至少三个定位装置发送射频信号；

所述至少三个定位装置用于接收待定位装置发送的射频信号，并分别根据接收的射频信号计算对应定位装置与所述待定位装置之间的距离参数；

所述处理装置用于根据计算出的至少三个距离参数对所述待定位装置进行定位；并对定位信息进行显示，或将定位信息发送给所述待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

2.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述处理装置还包括：距离值确定模块和定位模块；

所述距离值确定模块用于根据计算得到的所述距离参数，确定所述待定位装置与各定位装置之间的距离值；

所述定位模块用于根据确定的所述至少三个距离值，确定所述待定位装置的定位信息。

3.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述处理装置为所述至少三个定位装置中具有处理能力的一个主定位装置。

4.如权利要求1-3中任一项所述的定位系统，其特征在于，还包括：中继服务器；

所述处理装置还用于将至少一个所述待定位装置的定位信息发送给所述中继服务器；

所述中继服务器用于将至少一个所述定位信息发送给对应的待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

5.如权利要求1-3中任一项所述的定位系统，其特征在于，包括：至少四个所述定位装置，其中所述至少四个定位装置中的一个定位装置为所述待定位装置。

6.如权利要求1-3中任一项所述的定位系统，其特征在于，所述至少三个定位装置设置在搜救车上。

7.一种多点定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

至少三个定位装置接收待定位装置发送的射频信号；

至少三个定位装置分别根据接收的射频信号计算对应定位装置与所述待定位装置之间的距离参数；

根据计算出的至少三个距离参数对所述待定位装置进行定位；并对定位信息进行显示，或将定位信息发送给所述待定位装置和/或其他显示设备进行显示。

8.如权利要求7所述的多点定位方法，其特征在于，所述根据计算出的至少三个距离参数定位对待定位装置进行定位的具体步骤为：

分别根据计算得到的所述距离参数，确定所述待定位装置与各定位装置之间的距离值；

根据确定的所述至少三个距离值，确定所述待定位装置的定位信息。

9.如权利要求7所述的多点定位方法，其特征在于，所述至少三个定位装置中包括一个具有处理能力的主定位装置；所述根据计算出的至少三个距离参数定位对待定位装置进行定位的步骤具体包括：

所述主定位装置接收其他定位装置发送的距离参数；

所述主定位装置根据接收的各定位装置的距离参数对待定位装置进行定位。

10.如权利要求7-9中任一项所述的多点定位方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将至少一个所述待定位装置的定位信息发送给所述中继服务器；

所述中继服务器将至少一个所述定位信息发送给对应的待定位装置和/或其他显示设备进行显示。