CN106413090A - 一种室内无线定位方法 - Google Patents

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CN106413090A
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胡信伟
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Nanjing Poly Control Technology Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/023—Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种室内无线定位方法，通过在墙立面上设置至少4个基站，其中3个所述基站采用等腰三角形位置放置，每个所述基站与等腰三角形底边中心的中心点距为500mm，将待定位标签固定在离所述等腰三角形底边中点距离500mm的法线上进行校准，并把这个位置定义为空间原点；所述待定位标签间断式地发出脉冲调制信号，由所述基站分别接收信号，根据基站收到信号的相位差，计算所述待定位标签到每个基站的距离差，从而得出x，y和z的坐标值，即待定位标签的三维空间坐标，该方法适用于各种室内环境，运算简单方便，获取的定位坐标值具有高精确度。

Description

一种室内无线定位方法
技术领域
本发明涉及一种定位方法，尤其涉及一种室内无线定位方法，属于卫星导航技术领域。
背景技术
目前最为常见的无线定位的方法就是GPS，全球卫星定位系统，这种方法主要适用于室外的场景，一般精度可以达到10米左右。
然而据申请人了解，若将GPS定位的场景搬到室内，卫星信号常常出现无法被正常接收的情况，GPS也因此无法正常使用。而且GPS的定位刷新速度最高只能达到25Hz，对于运动较快的目标也无法进行实时跟踪。对于精度要求较高的场合(厘米级的要求)，GPS技术也无法适应。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述的缺陷，提供一种室内无线定位方法，通过在墙立面设置至少四个位置互为等腰三角形的基站，建立坐标系，并计算出待测标签与每个基站之间的距离差，从而获取待测标签的坐标。
为了达到以上目的，提供一种室内无线定位方法，通过在墙立面上设置至少4个基站，其中3个基站采用等腰三角形位置放置，每个基站与等腰三角形底边中心的中心点距为500mm，方法包括
1)将待定位标签固定在离等腰三角形底边中点距离500mm的法线上进行校准，并把这个位置定义为空间原点；
2)待定位标签间断式地发出脉冲调制信号，由基站分别接收信号，根据基站收到信号的相位差，计算待定位标签到每个基站的距离差，公式为公式中x0，y0，z0为已知的基站坐标，其中d是每个标签到两个基站之间的距离差；其中e是两个基站之间的距离；c可以通过a和b由勾股定理求得；从而得出x，y和z的坐标值，即待定位标签的三维空间坐标。
本发明的优选方案是：当只存在一个待定位标签时，待定位标签的信号为2.4GHz的信号频段；当存在多个待定位标签时，每一个被测点都采用不同的频点，范围从2.42GHz～2.48GHz，每个频点的带宽为20MHz。
优选地，得到的坐标值数据通过有线或无线方式传输到中央控制系统。
本发明有益效果为：本发明通过墙立面上安置的基站以建立新的坐标系，并通过计算各个基站与待测标签的距离相位差计算出待测标签的坐标，可以适用于各种室内环境，该方法运算简便，获取的坐标值具有高精确度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的基站分布正视图；
图2为本发明的基站分布俯视图；
图3为本发明的实施例一的定位示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例提供的一种室内无线定位方法，通过在墙立面上设置至少4个基站，其中3个基站采用等腰三角形位置放置，每个基站与等腰三角形底边中心的中心点距为500mm，方法包括：
1)将待定位标签固定在离等腰三角形底边中点距离500mm的法线上进行校准，并把这个位置定义为空间原点；
2)待定位标签间断式地发出脉冲调制信号，由基站分别接收信号，根据基站收到信号的相位差，计算待定位标签到每个基站的距离差，公式为公式中x0，y0，z0为已知的基站坐标，其中d是每个标签到两个基站之间的距离差；其中e是两个基站之间的距离；c可以通过a和b由勾股定理求得；从而得出x，y和z的坐标值，即待定位标签的三维空间坐标。
当只存在一个待定位标签时，待定位标签的信号为2.4GHz的信号频段；当存在多个待定位标签时，每一个被测点都采用不同的频点，范围从2.42GHz～2.48GHz，每个频点的带宽为20MHz。
得到的坐标值数据通过有线或无线方式传输到中央控制系统。
如图3所示，点A、B、C、D是基站，点E是标签位置。为清楚地看到标签的三维位置，在XY，YZ和XZ平面上分别做了标签的投影点F、G、H，。可以看到，在X轴上每500mm布置一个基站，则中心点D就是坐标原点，在Y轴上500mm的位置再布置一个基站。当标签移动到如图中点E位置时，得到与点A、B、C的三个距离差分别是296.7mm、-8.4mm以及16.5mm。根据计算，我们可以得到红点的三维坐标为(-261.9,625,226.2)，单位是mm。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种室内无线定位方法，通过在墙立面上设置至少4个基站，其中3个所述基站采用等腰三角形位置放置，每个所述基站与等腰三角形底边中心的中心点距为500mm，其特征在于，所述方法包括；
1)将待定位标签固定在离所述等腰三角形底边中点距离500mm的法线上进行校准，并把这个位置定义为空间原点；
2)所述待定位标签间断式地发出脉冲调制信号，由所述基站分别接收信号，根据基站收到信号的相位差，通过公式计算所述待定位标签到每个基站的距离差，公式中x0，y0，z0为已知的基站坐标，其中d是每个标签到两个基站之间的距离差；其中e是两个基站之间的距离；c可以通过a和b由勾股定理求得；从而得出x，y和z的坐标值，即待定位标签的三维空间坐标。
2.根据权利要求1所述的一种室内无线定位方法，其特征在于，当只存在一个待定位标签时，所述待定位标签的信号为2.4GHz的信号频段；当存在多个待定位标签时，每一个被测点都采用不同的频点，范围从2.42GHz～2.48GHz，每个频点的带宽为20MHz。
3.根据权利要求1所述的一种室内无线定位方法，其特征在于，得到的所述坐标值数据通过有线或无线方式传输到中央控制系统。
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