CN107290737A - 一种基于小型雷达和id识别的室内定位装置及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置及定位方法，其采用的定位装置包括设置在被定位对象上的客户端设备和设置在定位点上的固定端设备；所述客户端设备设有RFID标签或者ID识别器A；所述固定端设备设有RFID阅读器或者ID识别器B，RFID阅读器或者ID识别器B与RFID标签或者ID识别器A对应通讯连接，所述固定端设备还设有用于唤醒客户端设备的低频唤醒器以及用于获取客户端设备当前位置信息的雷达。本发明通过将RFID技术与雷达结合，实现精准确定被定位对象的位置信息，成本低，误差小。

Description

一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置及定位方法
技术领域
本发明涉及一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置。
背景技术
20多年来，室内定位一直在通信的技术体制上想办法，包括电力线载波辅助定位等，仍然存在定位精度差、成本高等不足。
发明内容
针对以上不足，本发明提供一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置及定位方法，通过将RFID技术与雷达结合，实现精准确定被定位对象的位置信息，成本低，误差小。
本发明的技术方案：一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置，其特征在于包括设置在被定位对象上的客户端设备和设置在定位点上的固定端设备；所述客户端设备设有RFID标签或者ID识别器A；所述固定端设备设有RFID阅读器或者ID识别器B，RFID阅读器或者ID识别器B与RFID标签或者ID识别器A对应通讯连接，所述固定端设备还设有用于唤醒客户端设备的低频唤醒器以及用于获取客户端设备当前位置信息的雷达。
所述雷达通过有线网络或无线公网通讯方式与后台服务器连接，后台服务器与客户端设备之间进行数据传送。
所述客户端设备上安装有3D GIS软件。
一种基于小型雷达和ID识别的室内定位方法，采用了所述定位装置，包括如下步骤：
（1）选定若干个定位点，并在每个定位点处分别安装固定端设备；
（2）通过固定端设备中的低频唤醒器判断被定位对象是否靠近定位点，如果是，启动RFID阅读器或者ID识别器B，使RFID阅读器或者ID识别器B与RFID标签或者ID识别器A进行双向通讯，并确认被定位对象；如果不是，则低频唤醒器继续处于待机状态；
（3）确认被定位对象后，启动雷达，使雷达对被定位对象进行扫描，以获得位置信息；如果被定位对象与定位点的距离超过设计值，则启动邻近该定位点的其他定位点上的固定端设备，并重复步骤（2）和步骤（3），最终获得被定位对象的位置信息。
如果客户端设备没有公网通讯能力，则可以先把被定位对象精确定位，然后分别发给和当前被对位对象发生RFID通讯往来相关的定位点，每个定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备，客户端设备根据收到的若干条报文计算并在3D GIS软件中显示出自己在室内环境的精确位置；如果客户端设备具备公网通讯能力，雷达在获得被定位对象的位置信息后，通过有线网络或者无线公网通讯方式报送给后台服务器，后台服务器根据当前被定位对象发生RFID通讯往来相关的定位点数据直接进行计算，或者根据若干定位点数据进行位置的差分计算，以获得当前被定位对象的精确定位，然后按照定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备中的3D GIS软件。
本发明的技术效果：当定位点和被定位对象进行鉴权确认之后，通过小型多端口雷达（如汽车倒车雷达）进行方位和距离的确认，并通过其他地方的小型多端口雷达进行辅助位置确认，得到若干个基准点获得的目标对象方位角度和半径距离，最终在后台服务器的3D GIS地图上获得目标对象的精确位置，精确度可以达到0.01米左右。
这种方式还可以通过雷达的速度计算顾客的运行状态，来减少距离和位置的 误差，并对顾客的行动进行预测，减少由于通讯和处理器计算能力导致的实时误 差。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
具体实施方式
一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置，其特征在于包括设置在被定位对象上的客户端设备和设置在定位点上的固定端设备；所述客户端设备设有RFID标签或者ID识别器A；所述固定端设备设有RFID阅读器或者ID识别器B，RFID阅读器或者ID识别器B与RFID标签或者ID识别器A对应通讯连接，所述固定端设备还设有用于唤醒客户端设备的低频唤醒器以及用于获取客户端设备当前位置信息的雷达。
所述雷达通过有线网络或无线公网通讯方式与后台服务器连接，后台服务器与客户端设备之间进行数据传送。
所述客户端设备上安装有3D GIS软件。
一种基于小型雷达和ID识别的室内定位方法，采用了所述定位装置，包括如下步骤：
（1）选定若干个定位点，并在每个定位点处分别安装固定端设备；
（2）通过固定端设备中的低频唤醒器判断被定位对象是否靠近定位点，如果是，启动RFID阅读器或者ID识别器B，使RFID阅读器或者ID识别器B与RFID标签或者ID识别器A进行双向通讯，并确认被定位对象；如果不是，则低频唤醒器继续处于待机状态；
（3）确认被定位对象后，启动雷达，使雷达对被定位对象进行扫描，以获得位置信息；如果被定位对象与定位点的距离超过设计值，则启动邻近该定位点的其他定位点上的固定端设备，并重复步骤（2）和步骤（3），最终获得被定位对象的位置信息。
如果客户端设备没有公网通讯能力，则可以先把被定位对象精确定位，然后分别发给和当前被对位对象发生RFID通讯往来相关的定位点，每个定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备，客户端设备根据收到的若干条报文计算并在3D GIS软件中显示出自己在室内环境的精确位置；如果客户端设备具备公网通讯能力，雷达在获得被定位对象的位置信息后，通过有线网络或者无线公网通讯方式报送给后台服务器，后台服务器根据当前被定位对象发生RFID通讯往来相关的定位点数据直接进行计算，或者根据若干定位点数据进行位置的差分计算，以获得当前被定位对象的精确定位，然后按照定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备中的3D GIS软件。
本发明的具体实现过程：
1、当被定位对象走到一个定位点附近时，被定位对象身上的2.4GHZ RFID标签被定位点上面的125KHz低频激励器作为低频唤醒器唤醒；
2、被定位对象身上的2.4GHZ RFID标签和定位点上面的2.4GHZ RFID阅读器进行双向通讯，包括鉴权、状态通讯、双向ID确认等，确认目标对象以便于下一步操作；
3、定位点的小型多端口雷达针对目标对象进行扫描，获得方位角度和距离，通过有线网络或者无线公网通讯方式，报送给后台服务器；
4、如果当前定位点和目标对象大于一定距离，如5米，则启动该定位点相邻的其他定位点，其他定位点首先通过2.4GHZ RFID阅读器和被定位对象身上的2.4GHZ RFID标签进行双向通讯，包括鉴权、状态通讯、双向ID确认等，然后启动小型多端口雷达针对目标对象进行扫描，获得方位角度和距离，通过有线网络或者无线公网通讯方式，报送给后台服务器；
5、后台服务器根据当前被定位对象发生RFID通讯往来相关的定位点数据，根据直接计算、或者若干定位点数据进行位置的差分计算，获得当前被定位对象的精确定位，然后按照定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备；
6、如果客户端设备没有公网通讯能力，则可以先把被定位对象的精确定位，分别发给和当前被定位对象发生RFID通讯往来相关的定位点，每个定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备。客户端设备根据收到的若干条报文计算并在当前终端上计算出自己在室内环境的精确位置；
7、服务器端可以基于室内环境下的三维GIS定位，在被定位对象行动中按照雷达的速度计算，来减少距离和位置的误差，并对被定位对象的行动进行预测，减少由于通讯和处理器计算能力导致的实时误差，自身位置为红点闪烁在当前路径环境；
8、如果被定位对象不希望被定位，则可以关闭身上的2.4GHZ RFID有源标签的电源，这样就不会发生后面的鉴权和位置、距离计算过程。

Claims (5)

1.一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置，其特征在于包括设置在被定位对象上的客户端设备和设置在定位点上的固定端设备；所述客户端设备设有RFID标签或者ID识别器A；所述固定端设备设有RFID阅读器或者ID识别器B，RFID阅读器或者ID识别器B与RFID标签或者ID识别器A对应通讯连接，所述固定端设备还设有用于唤醒客户端设备的低频唤醒器以及用于获取客户端设备当前位置信息的雷达。
2.如权利要求1所述的一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置，其特征在于：所述雷达通过有线网络或无线公网通讯方式与后台服务器连接，后台服务器与客户端设备之间进行数据传送。
3.如权利要求1所述的一种基于小型雷达和ID识别的室内定位装置，其特征在于：所述客户端设备上安装有3D GIS软件。
4.一种基于小型雷达和ID识别的室内定位方法，采用了如权利要求1、2或3的定位装置，其特征在于包括如下步骤：
（1）选定若干个定位点，并在每个定位点处分别安装固定端设备；
（2）通过固定端设备中的低频唤醒器判断被定位对象是否靠近定位点，如果是，启动RFID阅读器或者ID识别器B，使RFID阅读器或者ID识别器B与RFID标签或者ID识别器A进行双向通讯，并确认被定位对象；如果不是，则低频唤醒器继续处于待机状态；
（3）确认被定位对象后，启动雷达，使雷达对被定位对象进行扫描，以获得位置信息；如果被定位对象与定位点的距离超过设计值，则启动邻近该定位点的其他定位点上的固定端设备，并重复步骤（2）和步骤（3），最终获得被定位对象的位置信息。
5.如权利要求3所述的一种基于小型雷达和ID识别的室内定位方法，其特征在于：如果客户端设备没有公网通讯能力，则可以先把被定位对象精确定位，然后分别发给和当前被对位对象发生RFID通讯往来相关的定位点，每个定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备，客户端设备根据收到的若干条报文计算并在3D GIS软件中显示出自己在室内环境的精确位置；如果客户端设备具备公网通讯能力，雷达在获得被定位对象的位置信息后，通过有线网络或者无线公网通讯方式报送给后台服务器，后台服务器根据当前被定位对象发生RFID通讯往来相关的定位点数据直接进行计算，或者根据若干定位点数据进行位置的差分计算，以获得当前被定位对象的精确定位，然后按照定位点ID+方位角+精确距离的报文数据发给客户端设备中的3D GIS软件。
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