CN109459724B - 基于现场测距信息的一键实时标定系统及标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于现场测距信息的一键实时标定系统及标定方法，标定系统包括定位系统后台和定位基站，定位基站包括定位测距模块、RF无线通讯模块、电源管理模块和第一网络通讯模块，定位系统后台由测距信息处理单元、第二网络通讯模块、基站ID信息编/解码单元、控制指令解析/执行单元和后端标定处理单元组成。本发明能够大大减轻现场部署标定的工作量，提升部署效率，同时最大限度减少人工测量的主观误差和出错风险；另外，系统能够借助定位系统的远程网络通讯功能实现远程标定，提升效率的同时降低了标定成本。
Description
技术领域
本发明涉及距离标定技术，具体涉及一种基于现场测距信息的一键实时标定系统及标定方法。
背景技术
随着移动物联网、智能家居以及传感器技术的飞速发展，“中国制造2025”大趋势下，工业自动化、智能制造、智慧工厂已经在迅速在长三角、珠三角迅速发展，室内定位技术作为移动物联网、智慧工厂以及无人仓储的核心支撑技术得到了巨大发展，借助手机蓝牙、蓝牙iBeacon、wifi、Zig-bee以及超宽带UWB等技术，面向不同应用场合室内定位技术已经得到了最大范围的普及应用，尤其是UWB定位以其高精度、低成本、高可靠性的优势脱颖而出。室内定位技术由于其特殊性，需要现场部署私有基站，需要根据现场的环境对基站之间的距离进行测量标定，传统一般主要通过以下手段进行标定：
(1)采用测量工具如：卷尺、激光尺等进行现场测量，然后将测到的距离数据录入系统后台，进一步进行室内定位测试；
(2)采用基站本身具备的测距功能，定制开发相应软件测距平台，现场多次测定基站部署的距离信息进行处理后，由人工录入定位系统进一步运行测。
上述第一种方法由于现场情况复杂多变，尤其是在现场空间不规则、空间内存在障碍物等现象，再加之人为操作会引入诸多主观误差，导致测量不准确，耗时费力；第二种方法通过基站本身的测距功能来完成测量，但还需要人工进一步录入定位系统，录入过程中有可能出错，同时开发专用软件测距平台会增加人力和维护费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于现场测距信息的一键实时标定系统及标定方法。
实现本发明目的的技术方案为：一种基于现场测距信息的一键实时标定系统，包括定位系统后台和定位基站，其中定位基站包括定位测距模块、RF无线通讯模块、电源管理模块和第一网络通讯模块；定位系统后台由测距信息处理单元、第二网络通讯模块、基站ID信息编/解码单元、控制指令解析/执行单元和后端标定处理单元组成；
所述定位测距模块用于测定定位基站之间的距离，RF无线通信模块用于定位基站之间无线数据信息传输；电源管理模块用于定位基站供电；第一网络通讯模块用于将测得的距离信息发送给定位系统后台，同时接收定位系统后台发送的控制指令；
所述基站ID信息编/解码单元用于获取定位基站的ID编号，测距信息处理单元用于计算测量的距离平均值，指令控制解析/执行单元用于解析并执行上位机系统发送的控制指令；第二网络通讯模块用于将接收上位机系统发送的配置、控制指令，同时向上位机上传测距定位信息；后端标定处理单元根据基站之间的平均测距信息，通过测距信息给出标定数据；
定位系统后台根据不同基站的ID编号和现场部署位置依次下发测距控制指令给不同基站，基站将测距信息传输给定位系统后台；定位系统后台经过多次下发测距控制指令获取多组测距数据后，由系统自动获取距离平均值，自动录入相应的后端标定处理单元，最后完成现场基站部署标定工作。
一种基于现场测距信息的一键实时标定方法，包括以下步骤：
步骤1，现场部署定位基站，设定定位基站部署高度和部署次序；
步骤2，定位系统后台向定位基站发送测距指令；
步骤3，定位基站测量与其他定位基站之间的距离；
步骤4，定位系统后台获取多次测距信息；
步骤5，定位系统后台求取基站距离平均值；
步骤6，根据定位基站ID自动录入后端标定功能单元，完成基站现场标定。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：(1)现场部署无需人工测量多个基站之间的距离，大大降低现场测距复杂性和工作量，提升基站部署标定效率；(2)系统自动控制基站依次测量不同基站之间的距离，避免人工在测量多个基站之后测距与基站不对应的弊端和繁琐；(3)系统自动根据基站的ID编号和部署位置，多次测量同一对基站间的距离，求取平均值，最大限度降低误差，提升标定精度；(4)基站系统后台能通过远程网络对基站进行远程自动标定功能，极大的降低了系统现场维护工作量。
附图说明
图1为基于现场测距信息的一键实时标定系统原理框图。
图2为一键自动标定方法流程图。
具体实施方式
在室内定位所用到的定位系统内，定制开发自动测距功能，现场部署基站后，系统初始化开启运行后，系统自动进行多次测量后求取平均值，自动录入后端标定处理单元，完成现场基站部署的标定过程中的现场测距，避免人工进行测距的耗时费力和主观误差。同时系统设置有手动标定交叉验证系统标定精度功能，以便验证自动标定结果的精确性。
如图1所示，一种基于现场测距信息的一键实时标定系统，包括定位系统后台和定位基站，其中定位基站包括定位测距模块、RF无线通讯模块、电源管理模块和第一网络通讯模块；定位系统后台由测距信息处理单元、第二网络通讯模块、基站ID信息编/解码单元、控制指令解析/执行单元和后端标定处理单元组成；
所述定位测距模块用于测定定位基站之间的距离，RF无线通信模块用于定位基站之间无线数据信息传输；电源管理模块用于定位基站供电；第一网络通讯模块用于将测得的距离信息发送给定位系统后台，同时接收定位系统后台发送的控制指令；
所述基站ID信息编/解码单元用于获取定位基站的ID编号，测距信息处理单元用于计算测量的距离平均值，指令控制解析/执行单元用于解析并执行上位机系统发送的控制指令；第二网络通讯模块用于将接收上位机系统发送的配置、控制指令，同时向上位机上传测距定位信息；后端标定处理单元根据基站之间的平均测距信息，通过测距信息给出标定数据，写入系统完成标定；
定位系统后台根据不同基站的ID编号和现场部署位置依次下发测距控制指令给不同基站，基站将测距信息传输给定位系统后台；定位系统后台经过多次下发测距控制指令获取多组测距数据后，由系统自动获取距离平均值，自动录入相应的后端标定处理单元，最后完成现场基站部署标定工作。
一键实时标定系统还包括人工手动标定验证功能模块，由其它测距工具进行测距并与系统自动获得测距信息进行对比，验证自动标定的准确性。
如图2所示，本发明还提供一种基于现场测距信息的一键实时标定方法，包括以下步骤：
步骤1，现场部署定位基站，设定定位基站部署高度和部署次序；
步骤2，定位系统后台向定位基站发送测距指令；
步骤3，定位基站测量与其他定位基站之间的距离；
步骤4，定位系统后台获取多次测距信息；
步骤5，定位系统后台求取基站距离平均值；
步骤6，根据定位基站ID自动录入后端标定功能单元，完成基站现场标定。
测定基站距离后，通过人工手动标定验证功能模块，由其它测距工具进行测距与系统自动获得测距信息进行对比，验证自动标定的精确性。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明通过在高精度定位系统中集成自动测距、标定功能，在室内定位现场安装定位基站后，开启系统初始化标定功能，系统自动控制定位基站依次测量基站之间的距离，并控制基站进行多次测量后求取其平均测量距离，进一步自动关联定位系统中的现场标定系统，录入测距信息，完成定位基站的现场部署标定；方案同时提供人工手动标定交叉验证自动标定精度的功能，以确保标定精度满足基站标定要求。
本实施例的一键实时自动标定系统主要由两部分构成：定位系统后台和定位基站单元，其中定位基站包括定位测距模块、RF无线通讯模块、电源管理模块和第一网络通讯模块；定位系统后台包括测距信息处理单元、第二网络通讯模块、后端标定处理单元、基站ID信息编解码单元和相应的控制指令解析/执行单元。
所述定位测距模块用于测定定位基站之间的距离，RF无线通信模块用于定位基站之间无线数据信息传输；电源管理模块用于定位基站供电；第一网络通讯模块用于将测得的距离信息发送给定位系统后台，同时接收定位系统后台发送的控制指令；
所述基站ID信息编/解码单元用于获取定位基站的ID编号，测距信息处理单元用于计算测量的距离平均值，指令控制解析/执行单元用于解析并执行上位机系统发送的控制指令；第二网络通讯模块用于将接收上位机系统发送的配置、控制指令，同时向上位机上传测距定位信息；后端标定处理单元根据基站之间的平均测距信息，通过测距信息给出标定数据；
现场基站按照固定高度部署到室内现场空间后，连接好系统后；点击定位系统后台的“一键自动标定”开始系统标定，系统后台根据不同基站的ID编号和现场部署位置依次下发测距控制指令给不同基站，基站将测距信息传输给系统后台；系统后台经过多次下发测距控制指令获取多组测距数据后，由系统自动获取距离平均值，录入自动标定系统的后端标定功能单元，最后完成现场基站部署标定工作。系统同时提供人工手动标定验证功能模块，由人工借助其它测距工具进行测距并与系统自动获得测距信息进行对比，以便验证自动标定的精确性。系统主要组成框架如图1所示。其中后端标定功能单元的主要功能是根据基站之间的平均测距信息，按照系统设定的业务逻辑，通过测距信息给出标定数据并进一步写入系统完成标定，以避免后续使用过程中重复标定。
本发明借助室内定位系统中的基站测距功能，在现场部署基站时，通过定位系统后台控制基站依次测量不同基站之间的距离，并通过多测量求取平均值规避单次测量误差；进一步根据不同基站ID编号信息，自动对应录入后端标定功能单元，从而完成基站现场部署标定工作，系统能够大大减轻现场部署标定的工作量，提升部署效率，同时最大限度减少人工测量的主观误差和出错风险。另外，系统能够接触定位系统的远程网络通讯功能实现远程标定，极大的降低了系统的现场维护工作量，提升效率的同时降低成本。
如图2所示，基于上述标定系统的实时标定方法，包括以下步骤：
步骤1，现场部署基站；
步骤2，设定基站部署高度和部署次序；
步骤3，定位后台发送测距指令；
步骤4，基站之间测量距离；
步骤5，定位后台获取多次测距信息；
步骤6，定位后台求取基站距离平均值；
步骤7，根据基站ID自动录入后端标定功能单元，完成基站现场标定。
测定基站距离后，通过人工手动标定验证功能模块，由其它测距工具进行测距与系统自动获得测距信息进行对比，验证自动标定的准确性。
Claims (1)
1.一种基于现场测距信息的一键实时标定方法，其特征在于，该方法基于一键实时标定系统实现，系统包括定位系统后台和定位基站，其中定位基站包括定位测距模块、RF无线通讯模块、电源管理模块和第一网络通讯模块；定位系统后台由测距信息处理单元、第二网络通讯模块、基站ID信息编/解码单元、控制指令解析/执行单元和后端标定处理单元组成；
所述定位测距模块用于测定定位基站之间的距离，RF无线通信模块用于定位基站之间无线数据信息传输；电源管理模块用于定位基站供电；第一网络通讯模块用于将测得的距离信息发送给定位系统后台，同时接收定位系统后台发送的控制指令；
所述基站ID信息编/解码单元用于获取定位基站的ID编号，测距信息处理单元用于计算测量的距离平均值，指令控制解析/执行单元用于解析并执行上位机系统发送的控制指令；第二网络通讯模块用于将接收上位机系统发送的配置、控制指令，同时向上位机上传测距定位信息；后端标定处理单元根据基站之间的平均测距信息，通过测距信息给出标定数据；
定位系统后台根据不同基站的ID编号和现场部署位置依次下发测距控制指令给不同基站，基站将测距信息传输给定位系统后台；定位系统后台经过多次下发测距控制指令获取多组测距数据后，由系统自动获取距离平均值，自动录入相应的后端标定处理单元，最后完成现场基站部署标定工作；
一键实时标定方法包括以下步骤：
步骤1，现场部署定位基站，设定定位基站部署高度和部署次序；
步骤2，定位系统后台向定位基站发送测距指令；
步骤3，定位基站测量与其他定位基站之间的距离；
步骤4，定位系统后台获取多次测距信息；
步骤5，定位系统后台求取基站距离平均值；
步骤6，根据定位基站ID自动录入后端标定功能单元，完成基站现场标定；
测定基站距离后，通过人工手动标定验证功能模块，由其它测距工具进行测距与系统自动获得测距信息进行对比，验证自动标定的准确性。
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