CN110824422A - 一种高精度室内定位装置定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度室内定位装置定位方法，将定位装置作为定位基站，员工身上佩戴监测标签，然后在现场条件布设足够量的基站，每三个基站一组可以定位平面上被检测标签的精确位置，或者至少四个基站一组定位立体空间中被检测标签的精确位置，通过TOA和RSSI两种方法结合使用，在现场空间结构复杂的情况下，实现既有30米以上的长距离高精度定位场景，也有5米以内小空间的高精度定位场景，大幅度提高在各种场景的人员定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及定位装置技术领域，具体涉及一种高精度室内定位装置定位方法。
背景技术
目前，高精度室内定位装置主要基于两类测量原理。一类的测量原理是基于到达时间方法(TOA)或者到达时间差方法(TDOA)的，另一类的测量原理是RSSI的问题的。
TOA和TDOA方法存在的主要问题是：这类方法通过测量定位装置与被监测标签之间的信号到达的时间，来确定定位装置与信号之间的距离，它要求定位装置与被监测标签之间视距可达，没有障碍物，如果视距不可达，则检测精度大幅度下降，甚至检测不到标签距离，导致定位失败。
RSSI方法中，定位装置通过测量被监测标签发射信号的功率衰减情况，判断与被监测标签的之间的距离。该方法存在的主要问题是：被监测标签距离较远时，信号强度容易受到环境信号干扰，稳定性差，造成检测精度大幅度下降，甚至检测不到标签距离，导致定位失败。
针对火电厂生产现场设备多、管道密集、布设不规律等情况，使用上述单一的定位方法，已经不能满足实际的需要，需要新的定位方法来保证火力发电厂环境的人员定位管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度室内定位装置定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度室内定位装置定位方法，所述定位装置包括定位pcb板、外壳体和固定板，所述pcb板内部输入有相应的控制程序，所述pcb板连接电池，并通过固定件固定于外壳体内部，所述外壳体外部连接固定板，通过固定板将定位装置固定在室内，作为定位基站，员工身上佩戴监测标签，然后在现场条件布设足够量的基站，用于检测标签的精确位置，具体定位方法包括以下步骤：
步骤1、定位基站内设定RSSI方法检测最远有效距离，这是一个常数，设为d0；
步骤2、定位基站定期发出检测信号，如果有被监测标签在基站检测范围里，就会响应并向定位基站返回信号；
步骤3、定位基站同时检测被检测标签的信号功率强度和信号返回时间；
步骤4、定位基站根据步骤3记录的信号功率强度，采用RSSI方法计算与标签之间的距离d；
步骤5、如果d≤d0，则采纳该距离，把距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置，如果d＞d0，则继续下一步；
步骤6、定位基站根据步骤3记录的信号返回时间，采用TOA方法计算与标签之间的距离d；
步骤7、每个定位基站把各自计算出的距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置。
优选地，所述定位装置采用超宽带信号，监测标签也采用超宽带制式信号。
优选地，所述定位基站每三个一组可以定位平面上被检测标签的精确位置。
优选地，所述定位基站至少四个一组才可以定位立体空间中被检测标签的精确位置。
本发明的技术效果和优点：本发明将TOA和RSSI两种方法结合在一套装置中，共用了一套电路硬件，降低电路复杂度，在大量近距离检测时，提高了检测精度，同时降低了功耗；在现场空间结构复杂的情况下，实现既有30米以上的长距离高精度定位场景，也有5米以内小空间的高精度定位场景，大幅度提高在各种场景的人员定位精度。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
实施例1
如图1所示一种高精度室内定位装置定位方法，所述定位装置包括定位pcb板、外壳体和固定板，所述pcb板内部输入有相应的控制程序，所述pcb板连接电池，并通过固定件固定于外壳体内部，所述外壳体外部连接固定板，通过固定板将定位装置固定在室内，作为定位基站，员工身上佩戴监测标签，然后在现场条件布设足够量的基站，用于检测标签的精确位置，具体定位方法包括以下步骤：
步骤1、定位基站内设定RSSI方法检测最远有效距离，这是一个常数，设为d0；
步骤2、定位基站定期发出检测信号，如果有被监测标签在基站检测范围里，就会响应并向定位基站返回信号；
步骤3、定位基站同时检测被检测标签的信号功率强度和信号返回时间；
步骤4、定位基站根据步骤3记录的信号功率强度，采用RSSI方法计算与标签之间的距离d；
步骤5、如果d≤d0，则采纳该距离，把距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置，如果d＞d0，则继续下一步；
步骤6、定位基站根据步骤3记录的信号返回时间，采用TOA方法计算与标签之间的距离d；
步骤7、每个定位基站把各自计算出的距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置。
实施例2
如图1所示一种高精度室内定位装置定位方法，所述定位装置包括定位pcb板、外壳体和固定板，所述pcb板内部输入有相应的控制程序，所述pcb板连接电池，并通过固定件固定于外壳体内部，所述外壳体外部连接固定板，通过固定板将定位装置固定在室内，作为定位基站，员工身上佩戴监测标签，然后在现场条件布设足够量的基站，用于检测标签的精确位置，具体定位方法包括以下步骤：
步骤1、定位基站内设定RSSI方法检测最远有效距离，这是一个常数，设为d0；
步骤2、定位基站定期发出检测信号，如果有被监测标签在基站检测范围里，就会响应并向定位基站返回信号；
步骤3、定位基站同时检测被检测标签的信号功率强度和信号返回时间；
步骤4、定位基站根据步骤3记录的信号功率强度，采用RSSI方法计算与标签之间的距离d；
步骤5、如果d≤d0，则采纳该距离，把距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置，如果d＞d0，则继续下一步；
步骤6、定位基站根据步骤3记录的信号返回时间，采用TOA方法计算与标签之间的距离d；
步骤7、每个定位基站把各自计算出的距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置。
优选地，所述定位装置采用超宽带信号，监测标签也采用超宽带制式信号。
优选地，所述定位基站每三个一组可以定位平面上被检测标签的精确位置。
优选地，所述定位基站至少四个一组才可以定位立体空间中被检测标签的精确位置。
本发明工艺流程和工作原理为：采用超宽带(UWB)信号，采用TOF和RSSI相结合的测量距离，然后采用三边测距法被测量确定标签在二维平面中的位置，在火力发电厂生产人员精确定位方面，火力发电厂生产现场空间结构复杂，既有30米以上的长距离高精度定位场景，也有5米以内小空间的高精度定位场景，但是很多这种小空间内都有大型金属设备，或者很多走向复杂的金属管道，大幅度提高在各种场景的人员定位精度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高精度室内定位装置定位方法，其特征在于：所述定位装置包括定位pcb板、外壳体和固定板，所述pcb板内部输入有相应的控制程序，所述pcb板连接电池，并通过固定件固定于外壳体内部，所述外壳体外部连接固定板，通过固定板将定位装置固定在室内，作为定位基站，员工身上佩戴监测标签，然后在现场条件布设足够量的基站，用于检测标签的精确位置，具体定位方法包括以下步骤：
步骤1、定位基站内设定RSSI方法检测最远有效距离，这是一个常数，设为d0；
步骤2、定位基站定期发出检测信号，如果有被监测标签在基站检测范围里，就会响应并向定位基站返回信号；
步骤3、定位基站同时检测被检测标签的信号功率强度和信号返回时间；
步骤4、定位基站根据步骤3记录的信号功率强度，采用RSSI方法计算与标签之间的距离d；
步骤5、如果d≤d0，则采纳该距离，把距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置，如果d＞d0，则继续下一步；
步骤6、定位基站根据步骤3记录的信号返回时间，采用TOA方法计算与标签之间的距离d；
步骤7、每个定位基站把各自计算出的距离d信息发送到计算服务器，计算服务器根据至少三个距离计算出平面上标签的精确位置。
2.一种高精度室内定位装置定位方法，其特征在于：所述定位装置采用超宽带信号，监测标签也采用超宽带制式信号。
3.一种高精度室内定位装置定位方法，其特征在于：所述定位基站每三个一组可以定位平面上被检测标签的精确位置。
4.一种高精度室内定位装置定位方法，其特征在于：所述定位基站至少四个一组才可以定位立体空间中被检测标签的精确位置。
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