CN108112072A - 定位系统及其定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种定位系统及其定位方法,定位方法包括以下步骤。首先,命令多个基地台检测一被追踪物。然后,根据多个第一回传信息,得出被追踪物的一第一定位位置。然后,根据第一定位位置选择多个固定式信号收发器。然后,命令此些被选择的固定式信号收发器检测被追踪物,并根据此些固定式信号收发器回传的多个第二回传信息,得出被追踪物的一第二定位位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种定位系统及其定位方法,且特别涉及一种应用固定式信号收发器的定位系统及方法。
背景技术
传统的定位系统,如全球定位系统(Global Positioning System,GPS),是通过地球上空的卫星的信号,完成被追踪物的定位。然而,全球定位系统虽然定位准确,但却具有建置成本高的问题。
因此,亟需提出一种新的技术去改善前述问题。
发明内容
因此,本发明的目的在于提出一种定位方法,可改善上述现有技术的问题。
根据本发明的一实施例,提出一种定位方法,应用于一定位系统。定位系统包括多个基地台,基地台具有对应的一信号收发器群组,信号收发器群组包含多个固定式信号收发器。定位方法包括以下步骤。命令多个基地台检测一被追踪物,并产生多个第一回传信息;根据多个第一回传信息,得出被追踪物的一第一定位位置;根据第一定位位置选择多个固定式信号收发器;以及,命令此些被选择的固定式信号收发器检测被追踪物,并根据此些固定式信号收发器回传的多个第二回传信息,得出被追踪物的一第二定位位置。
根据本发明的一实施例,提出一种定位系统,包括:一服务器;至少一基地台;以及至少一信号收发器群组,对应于基地台,并包含多个固定式信号收发器。服务器命令基地台检测一被追踪物,并得出被追踪物的一第一定位位置,服务器由此些固定式信号收发器中选择邻近于第一定位位置的多个固定式信号收发器进行检测被追踪物,服务器根据此些被选择的固定式信号收发器的回传信息得出被追踪物的一第二定位位置。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A及图1B绘示依照本发明一实施例的定位系统的示意图;
图2绘示依照本发明一实施例的定位方法的流程图;
图3绘示依照本发明另一实施例的定位方法的示意图。
其中,附图标记
100:定位系统
110:基地台
111:第一基地台
112:第二基地台
113:第三基地台
120、121、122、123:固定式信号收发器
130:服务器
G:信号收发器群组
G1:第一信号收发器群组
G2:第二信号收发器群组
G3:第三信号收发器群组
P1:被追踪物
Px1:第一定位位置
Px2:第二定位位置
R1:定位范围
Tx1:第一回传信息
Tx2:第二回传信息
S110、S120、S130、S140:步骤
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
请参照图1A及图1B,其绘示依照本发明一实施例的定位系统100的示意图。定位系统100包括至少一基地台110、至少一信号收发器群组G及服务器130。其中,信号收发器群组G对应于基地台110,并包含多个固定式信号收发器120。其中,信号收发器群组G内的各固定式信号收发器120可发送信号至对应的基地台110,并从对应的基地台110接收信号。
在图1A的实施例中,基地台110的数量例如是三个,如第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113,然亦可多于三个。其中,每个基地台110具有对应的信号收发器群组G,例如第一基地台111对应于第一信号收发器群组G1、第二基地台112对应于第二信号收发器群组G2及第三基地台113对应于第三信号收发器群组G3。其中,每个信号收发器群组G1、G2及G3包含多个固定式信号收发器120。第一信号收发器群组G1内的各固定式信号收发器120可发送信号至对应的第一基地台111,并从对应的第一基地台111接收信号;第二信号收发器群组G2内的各固定式信号收发器120可发送信号至对应的第二基地台112,并从对应的第二基地台112接收信号;第三信号收发器群组G3内的各固定式信号收发器120可发送信号至对应的第三基地台113,并从对应的第三基地台113接收信号。
在一实施例中,各固定式信号收发器120具有对应的收发器名称及收发器位置信息。各固定式信号收发器120的发送信号可包含本身的收发器名称及/或收发器位置信息。各固定式信号收发器120的收发器名称及收发器位置信息都不相同,其中收发器位置信息例如是经纬度座标。
在一实施例中,固定式信号收发器120可配置于任何固定式的物体上,如路灯、电线杆、变电箱、建筑物、交通信号灯等。此外,服务器130可配置于其中一基地台110上,然亦可与其中一固定式信号收发器120配置在同一装置上;或者,服务器130、基地台110与固定式信号收发器120可分开配置;或者,服务器130也可配置于定位范围R1内或范围外。此定位范围R1为定位系统100可对被追踪物P1进行定位的范围。服务器130可接收基地台110的发送信号,且可命令基地台110进行检测被追踪物P1。此外,被追踪物P1例如是设置有信号发送器的穿戴式装置、交通工具、运输工具、物流管理的物品等。
请参照图2,其绘示依照本发明一实施例的定位方法的流程图。在步骤S110中,服务器130命令基地台110进行检测被追踪物P1,以确认被追踪物P1是否出现在定位范围R1内。接着,在步骤S120中,当确认被追踪物P1出现在定位范围R1内时,服务器130根据第一回传信息得出被追踪物P1的第一定位位置。接着,在步骤S130中,服务器130根据第一定位位置选择多个固定式信号收发器120。在步骤S140中,服务器130命令此些被选择的固定式信号收发器120检测被追踪物P1,并根据第二回传信息得出被追踪物P1的第二定位位置。在一实施例中,服务器130通过此些被选择的固定式信号收发器120所对应的基地台110来命令此些被选择的固定式信号收发器120检测被追踪物P1。
在一实施例中,可通过基地台110直接检测被追踪物P1的第一定位位置(步骤S110及S120),并通过固定式信号收发器120检测被追踪物P1的第二定位位置(步骤S130及S140)。以下进一步举例说明。
在步骤S110中,如图1A所示,服务器130可命令多个基地台110,如第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113检测被追踪物P1。当被追踪物P1进入定位范围R1时,基地台110便可检测到被追踪物P1。如前所述,此定位范围R1为定位系统100可对被追踪物P1进行定位的范围,例如是定位系统100可通过第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113对被追踪物P1进行定位的范围。在一实施例中,基地台110可持续检测被追踪物P1是否进入定位范围R1;当被追踪物P1进入定位范围R1时,基地台110自动回报已检测到被追踪物P1的信息给服务器130。在另一实施例中,服务器130在命令基地台110搜寻被追踪物P1后,基地台110方开始检测被追踪物P1是否进入到定位范围R1。此外,服务器130可依据一手持装置(未绘示),如智能型手机的应用程序(APP)的搜寻指令去命令基地台110搜寻被追踪物P1。
在步骤S120中,如图1A所示,当第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113追踪到被追踪物P1进入到定位范围R1时,第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113回传第一回传信息Tx1给服务器,服务器130根据第一回传信息Tx1计算出被追踪物P1的第一定位位置Px1。第一回传信息Tx1例如是基地台检测到被追踪物P1的时间。例如,第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113回传给服务器130的第一回传信息Tx1分别为第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113各自检测到被追踪物P1的时间,其时间值并不完全相同。
此外,在一实施例中,被追踪物P1可事先在定位系统100中进行身分注册,以便基地台110根据注册的身分来辨识被追踪物P1。在一实施例中,服务器130可利用到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)技术去定位被追踪物P1的位置。因此,当服务器130收到第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113回传给服务器的第一回传信息Tx1后,亦即收到第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113各自检测到被追踪物P1的时间后,服务器130便可根据第一回传信息Tx1计算出被追踪物P1的第一定位位置Px1。一般而言,以基地台110的数量为三个来说,此三个基地台110定位被追踪物P1的误差大致上是300米或更大。愈多数量的基地台110,被追踪物P1的位置的误差愈小,但是基地台110的建置成本愈高。本发明实施例提出的定位方法在后续步骤中通过多个固定式信号收发器120可有效地缩小定位误差。
在步骤S130中,如图1B所示,服务器130根据第一定位位置Px1选择多个固定式信号收发器120。例如,服务器130选择邻近第一定位位置Px1的多个固定式信号收发器120,如固定式信号收发器121、122及123,以要求此些固定式信号收发器去检测被追踪物P1。此些固定式信号收发器121、122及123可以是最靠近第一定位位置Px1的固定式信号收发器,然本发明实施例不受此限。
当服务器130依据愈多数量的固定式信号收发器120的信号去计算被追踪物P1的座标,被追踪物P1的定位误差可愈小。
在一实施例中,固定式信号收发器120例如是低耗电的无线收发器,被追踪物P1包含低耗电的无线发射器,而基地台110则包含低耗电的无线收发器,其中,固定式信号收发器120、被追踪物P1及基地台110之间通过低耗电的无线技术来发送及/或接收信号。在一实施例中,低耗电的无线技术例如是LoRa、Sub1G、Zigbee或Z-wave等无线技术。在一实施例中,固定式信号收发器120例如是LoRa收发器且被追踪物P1可包含一LoRa发射器,其利用LoRa无线技术发送信号。基地台110可包含一LoRa收发器,以接收且发送LoRa信号给固定式信号收发器120。相较于现有4G无线技术及GPS无线技术的高耗电缺点,LoRa无线技术具有低耗电的优点。由于LoRa无线技术的低耗电特性,因此被追踪物P1可持续地长时间发送信号,让固定式信号收发器121~123能持续接收到被追踪物P1的发送信号,且固定式信号收发器121~123也能持续长时间发送信号给基地台110。
在步骤S140中,如图1B所示,服务器130通过此些被选择的固定式信号收发器121~123所对应的第一基地台111要求此些被选择的固定式信号收发器121~123去检测被追踪物P1。固定式信号收发器121~123传回第二回传信息Tx2给第一基地台111,其中第二回传信息Tx2包含被追踪物P1的发送信号的定位信息与被追踪物名称以及固定式信号收发器121~123本身的收发器名称及收发器位置信息。服务器130再根据第二回传信息Tx2采用例如是三角定位技术,去计算被追踪物P1的第二定位位置Px2。通过本发明实施例的固定式信号收发器120的二次定位,被追踪物P1的第二定位位置Px2的定位误差可缩小至3米。
前述的被追踪物P1的发送信号的定位信息包含信号强度及/或时间,其中信号强度例如是接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)及/或信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)。各固定式信号收发器120所接收到的被追踪物P1的发送信号的定位信息可能都不相同。例如,依据相距被追踪物P1的远近,固定式信号收发器121~123的各者所接收到的被追踪物P1的信号强度及/或接收到信号的时间不完全相同。例如,固定式信号收发器121~123回传给第一基地台111的第二回传信息Tx2中的定位信息分别为固定式信号收发器121~123各自接收到被追踪物P1的发送信号的信号强度及/或接收时间,其值并不完全相同。
在另一实施例中,基地台110可通过固定式信号收发器120来检测被追踪物P1的第一定位位置(步骤S110及S120),并通过固定式信号收发器120检测被追踪物P1的第二定位位置(步骤S130及S140)。以下进一步举例说明。
在步骤S110中,如图3所示,其绘示依照本发明另一实施例的定位方法的示意图。当服务器130命令多个基地台110,如第一基地台111、第二基地台112及第三基地台113检测被追踪物P1时,基地台110进一步命令对应的信号收发器群组G中的多个固定式信号收发器120去检测被追踪物P1。例如,第一基地台111命令对应的信号收发器群组G1、第二基地台112命令对应的信号收发器群组G2及第三基地台113命令对应的信号收发器群组G3中的固定式信号收发器120去检测被追踪物P1。当此些固定式信号收发器120的任一者在检测到被追踪物P1后,回报第一回传信息Tx1给对应的基地台110,其中第一回传信息Tx1例如是固定式信号收发器120本身的收发器名称及收发器位置信息以及被追踪物P1的被追踪物名称。在其它实施例中,定位系统100可设计为只有检测到被追踪物P1的固定式信号收发器120方回传第一回传信息Tx1给对应的基地台110,在此设计下,第一回传信息Tx1可省略被追踪物P1的被追踪物名称。
然后,在步骤S120中,服务器130再依据第一回传信息Tx1得知被追踪物P1的第一定位位置Px1。例如,当第一信号收发器群组G1的其中一个固定式信号收发器120检测到被追踪物P1后,回传第一回传信息Tx1给第一基地台111,由于第一回传信息Tx1包含固定式信号收发器120本身的收发器位置信息,因此服务器130可设定被追踪物P1的第一定位位置Px1为收发器位置信息。
接着,在步骤S130中,如图1B所示,服务器130根据第一定位位置Px1选择多个固定式信号收发器120。例如,服务器130选择最接近第一定位位置Px1的多个固定式信号收发器120,如固定式信号收发器121、122及123,以要求此些固定式信号收发器去检测被追踪物P1。本实施例的步骤S130及S140类似前述实施例的步骤S130及S140,于此不再赘述。
此外,本发明实施例的定位方法也可对被追踪物P1进行动态追踪。举例来说,当得到第二定位位置Px2后,服务器130可将得到的第二定位位置Px2设定为新的第一定位位置Px1,并重复前述步骤S130及步骤S140,根据新的第一定位位置Px1重新选择邻近的固定式信号收发器120,然后再重新定位,以持续得出被追踪物P1最新的第二定位位置Px2。如此一来,即使被追踪物P1在移动状态,其动向仍可被定位系统100持续掌握。
综上,本发明实施例系利用多个基地台或固定式信号收发器对被追踪物进行第一次定位,然后再通过被追踪物所在范围内的多个固定式信号收发器去接收被追踪物的发送信号,以进行第二次更精准的定位。如此,能大幅缩小计算得的的被追踪物的第二定位位置的误差,其误差最小可降低到3米以内。在一实施例中,固定式信号收发器是低耗电的无线收发器,其具有低耗电及低成本特性,使本发明实施例的定位系统在低建置成本下,仍可获得小定位误差的功效。此外,由于被追踪物及固定式信号收发器采用低耗电的无线技术通讯,因此被追踪物能持续长时间地发送信号,让周围的固定式信号收发器能够持续掌握被追踪物的动向。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种定位方法,应用于一定位系统,该定位系统包括多个基地台,各该基地台具有对应的一信号收发器群组,该信号收发器群组包含多个固定式信号收发器,其特征在于,该定位方法包括:
命令该些基地台检测一被追踪物,并产生多个第一回传信息;
根据该些第一回传信息,得出该被追踪物的一第一定位位置;
根据该第一定位位置由该些固定式信号收发器中选择多个该固定式信号收发器;以及
命令该些被选择的固定式信号收发器检测该被追踪物,并根据该些固定式信号收发器回传的多个第二回传信息,得出该被追踪物的一第二定位位置。
2.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,各该第一回传信息对应的该基地台检测到该被追踪物的时间。
3.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,更包括:
命令该基地台命令对应的该信号收发器群组内的该些固定式信号收发器检测该被追踪物。
4.根据权利要求3所述的定位方法,其特征在于,各该第一回传信息对应的该固定式信号收发器本身的一收发器名称及一收发器位置信息。
5.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,各该第二回传信息包含该被追踪物的一发送信号的一定位信息、一被追踪物名称、对应的该固定式信号收发器本身的一收发器名称及一收发器位置信息。
6.根据权利要求5所述的定位方法,其特征在于,该发送信号的该定位信息包含信号强度与时间至少一者。
7.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,在命令该些被选择的固定式信号收发器检测该被追踪物的步骤中,通过该些被选择的固定式信号收发器所对应的该基地台来命令该些被选择的固定式信号收发器去检测该被追踪物。
8.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,更包括:
将该第二定位位置设定为新的第一定位位置;以及
执行根据该第一定位位置选择该些固定式信号收发器的步骤以及命令该些被选择的固定式信号收发器检测该被追踪物并根据该些固定式信号收发器回传的该些第二回传信息得出该被追踪物的该第二定位位置的步骤。
9.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,各该固定式信号收发器与该被追踪物之间通过低耗电无线技术来发送及/或接收信号。
10.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,该些被选择的固定式信号收发器的位置邻近于该第一定位位置。
11.一种定位系统,其特征在于,包括:
一服务器;
至少一基地台;以及
至少一信号收发器群组,对应于该基地台,并包含多个固定式信号收发器;
其中,该服务器命令该基地台检测一被追踪物,并得出该被追踪物的一第一定位位置,该服务器由该些固定式信号收发器中选择邻近于该第一定位位置的多个该固定式信号收发器进行检测该被追踪物,该服务器根据该些被选择的固定式信号收发器的多个回传信息得出该被追踪物的一第二定位位置。
12.根据权利要求11所述的定位系统,其特征在于,该服务器更进一步将该第二定位位置设定为新的第一定位位置,并再次由该些固定式信号收发器中选择邻近于该新的第一定位位置的多个该固定式信号收发器进行检测该被追踪物,并再次根据该些被选择的固定式信号收发器的该些回传信息得出该被追踪物的该第二定位位置。
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