CN111239772A - 一种室外库区中目标物的定位方法以及定位系统 - Google Patents

一种室外库区中目标物的定位方法以及定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室外库区中目标物的定位方法以及室外库区中目标物的定位系统，其中定位方法通过卫星定位系统对库区中的目标物G进行定位，以自定义坐标系确定目标物G的坐标，定位方法包括：选取库区内的两个固定点作为基准点A和基准点B；获取基准点A和基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)；根据A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)，以及基准点A和/或基准点B在自定义坐标系下的坐标，换算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。本发明的定位方法，利用了卫星定位系统精准定位的优势，并将坐标转换成符合特定需求的坐标系下的坐标，方便高效。

Description

一种室外库区中目标物的定位方法以及定位系统
技术领域
本发明涉及仓储技术领域，特别涉及一种室外库区中目标物的定位方法以及定位系统。
背景技术
钢铁仓储一般是第三方仓储，确保货物的安全和高效发货是仓库方一直以来比较关心的问题。随着物联网技术的发展，利用各类技术对货物进行定位管理逐渐取代了传统的货主定期对货物现场查看的方式，成为钢铁仓储行业的主流。对于定位技术的选型，室内定位技术有很多，比如蓝牙、UWB、ZigBee等等，但是室外由于湿度、温度、遮挡等环境影响，很多定位技术都无法使用。目前对于室外仓库，对货物的定位仍然采用传统的人工统计的方式，其效率低、成本高。
发明内容
本发明提供了一种室外库区中目标物的定位方法，用以解决上述技术问题。
本发明的室外库区中目标物的定位方法，定位方法通过卫星定位系统对库区中的目标物G进行定位，以自定义坐标系确定所述目标物G的坐标，其中，所述自定义坐标系为二维直角坐标系，所述二维直角坐标系与卫星定位系统坐标系平行或位于同一平面，所述自定义坐标系上的x轴与所述卫星定位系统坐标系上的x轴为非平行关系，定位方法包括：选取库区内的两个固定点作为基准点A和基准点B，基准点A和基准点B的连线与自定义坐标系的坐标轴平行或重合，获取基准点A和基准点B中至少一个在自定义坐标系下的坐标；获取基准点A和基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标，分别记为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)；根据A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)，以及基准点A和/或基准点B在自定义坐标系下的坐标，换算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
采用上述技术方案，利用卫星定位系统对目标物进行定位，并通过换算的方式获得目标物在自定义坐标系下的坐标，方便准确。
可选地，将基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统坐标系下实际测得的坐标值作为A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)，或，将基准点A、基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标分别向靠近卫星定位系统坐标系的原点的方向平移固定的距离，固定的距离为预先设定值，以平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标作为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。
可选地，采用自定义的方式确定基准点A和基准点B中的一个的坐标。
可选地，目标物G为行车上的小车，自定义坐标系的其中一个坐标轴与小车的运动方向平行或重合。
可选地，目标物G为行车上的小车，行车具有大车，在大车运动的轨道上选取基准点A和基准点B，基准点A和基准点B的连线与轨道垂直。
可选地，换算出目标物G在自定义坐标系下的坐标包括以下步骤：
根据A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)算出由基准点A、基准点B和目标物G三点组成的三角形ABG的面积S、基准点A和基准点B之间形成的边AB的边长c以及基准点A与目标物G之间形成的边AG的边长b；根据三角形ABG的面积S和边长c获得三角形ABG以边AB为底的高h，从而获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下其中一个坐标轴方向上的绝对差值Δd；通过高h和边长b获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下另一个坐标轴方向上的绝对差值Δe；根据差值Δd和差值Δe以及基准点A在自定义坐标系下的坐标，算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
可选地，还包括对库区中的货物进行定位的步骤：多次获得目标物G在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，若在规定时间段内判断出行车有放下货物的动作，则记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。
本发明还提供一种室外库区中目标物的定位系统，定位系统通过卫星定位系统对库区中的目标物G进行定位，并设有自定义坐标系，用于确定目标物G的坐标，其中，自定义坐标系为二维直角坐标系，二维直角坐标系与卫星定位系统坐标系平行或位于同一平面，自定义坐标系上的x轴与卫星定位系统坐标系上的x轴为非平行关系，定位系统包括：
第一获取模块，用于根据选取的基准点A和基准点B获得基准点A和基准点B中至少一个在自定义坐标系下的坐标，其中基准点A和基准点B为库区内的两个固定点，基准点A和基准点B的连线与自定义坐标系的坐标轴平行或重合；
第二获取模块，用于获取基准点A和基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标，分别记为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)；
计算模块，用于根据A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)，以及基准点A和/或基准点B在自定义坐标系下的坐标，换算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
可选地，获取模块用于将基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统坐标系下实际测得的坐标值作为A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)，或，获取模块用于：将基准点A、基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标分别向靠近卫星定位系统坐标系的原点的方向平移固定的距离，固定的距离为预先设定值，以平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标作为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。
可选地，基准点A和基准点B中的一个的坐标通过自定义确定。
可选地，目标物G为行车上的小车，自定义坐标系的其中一个坐标轴与小车的运动方向平行或重合。
可选地，目标物G为行车上的小车，行车具有大车，基准点A和基准点B位于大车运动的轨道上，基准点A和基准点B的连线与轨道垂直。
可选地，计算模块用于：根据A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)算出由基准点A、基准点B和目标物G三点组成的三角形ABG的面积S、基准点A和基准点B之间形成的边AB的边长c以及基准点A与目标物G之间形成的边AG的边长b；根据三角形ABG的面积S和边长c获得三角形ABG以边AB为底的高h，从而获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下其中一个坐标轴方向上的绝对差值Δd；通过高h和边长b获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下另一个坐标轴方向上的绝对差值Δe；根据差值Δd和差值Δe以及基准点A在自定义坐标系下的坐标，算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
可选地，定位系统还包括货物定位模块，定位系统多次获得目标物G在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，所述货物定位模块用于若在规定时间段内判断出行车有放下货物的动作，则记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。
附图说明
图1示出本发明实施例卫星定位系统坐标系下分布示意图；
图2示出本发明实施例自定义坐标系下分布示意图；
图3示出本发明实施例定位方法流程示意图；
图4示出本发明实施例定位系统的示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种室外库区中目标物的定位方法，该定位方法利用了现有的卫星定位系统对库区中的目标物G进行定位。现有的卫星定位系统例如美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略系统(GALILEO)以及我国的北斗差分定位技术。以北斗差分定位技术为例，其由基站、卫星、终端组成。基站通过北斗卫星进行定位，解算出自身坐标。由于存在轨道误差、时钟误差、大气影响等误差，解算的坐标与实际坐标之间存在一定误差。基站将改正数发送给终端。终端通过北斗卫星给自身定位后再经过基站的改正数消除误差，提高自身精度。本发明可在目标物G上安装终端，利用北斗卫星技术实现对目标物G的定位，而获得的数据则为目标物G在北斗卫星定位系统坐标系下的坐标。
尽管利用卫星定位系统能够对室外仓库中的目标物G进行定位获得坐标，然而在卫星定位系统坐标系下获得的坐标值数据并不能得到方便的应用。为了对室外仓库内的目标物进行自动化定位管理，使用者往往需要在室外仓库内建立一套额外的坐标系，以满足特定需求，该额外的坐标系一般为根据环境、仓库建筑结构等条件设置的自定义坐标系，该自定义坐标系为二维直角坐标系。
本发明的自定义坐标系基于特定需求建立，其x轴与卫星定位系统坐标系下的x轴为非平行关系。即，当自定义坐标系与卫星定位系统坐标系处于同一平面时，自定义坐标系的x轴与卫星定位系统坐标系的x轴相交；当自定义坐标系与卫星定位系统坐标系平行时，自定义坐标系的x轴与卫星定位系统的x轴分别位于不同平面且不平行。本发明的定位方法先通过卫星定位系统获得目标物G在卫星定位系统下的坐标，再通过转换、计算，获得目标物G在自定义坐标系下的坐标，实现对目标物G在室外库区中的自动定位。本发明的卫星定位系统坐标系即为卫星定位系统(例如GPS，北斗差分定位系统)下已建立的坐标系。
具体地，本发明的定位方法包括：选取库区内的两个固定点作为基准点A和基准点B，该两个基准点固定不动，将基准点A和基准点B的连线定为与自定义坐标系的坐标轴平行或重合。在自定义坐标系下获取基准点A和基准点B中至少其中之一的坐标。其中库区指人为划定的室外区域，并不限于只有货物堆积的区域。
获取基准点A和基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标，分别记为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)；根据A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)，以及基准点A和/或基准点B在自定义坐标系下的坐标，换算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
通过本发明的定位方法，利用了卫星定位系统精准定位的优势，并将坐标转换成符合特定需求的坐标系下的坐标，实现了对室外库区中目标物的准确定位，且不会受到室外湿度、温度、遮挡等的影响，方便高效。
确定基准点A或基准点B的坐标，例如可以是先设定好自定义坐标系，将已知坐标的两个固定点设定为基准点A和基准点B。或者自定义固定点的坐标值，例如寻找固定点作为基准点A，以该基准点A为原点，即基准点A的坐标为(0,0)，再设定以基准点B，使得AB连线所在的延长线作为自定义坐标系的坐标轴，例如是x轴或y轴。当基准点A的坐标确定后，由于AB连线与自定义坐标系的坐标轴平行或重合，因此只要测量基准点A和基准点B之间的距离即可获得基准点B的坐标。例如，当设定基准点A的坐标为(0,0)，从基准点A到基准点B的方向为自定义坐标系的y轴正向，基准点A和基准点B之间的距离为d0时，则基准点B的坐标为(0,d0)。在其它实施例中，也可以将基准点A的坐标定义为其它坐标值。另外，还可以先定义基准点B的坐标，先将基准点B设定为某一坐标值。本发明只需知晓基准点A和基准点B其中之一即可换算出目标物G在自定义坐标系的坐标。
本发明只要基准点A和基准点B位置确定，例如可在基准点A和基准点B所在位置安装终端，利用测绘仪测得基准点A和基准点B在卫星定位系统坐标系下的位置坐标。另外，在目标物G上安装终端，即可获得目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标。通过基准点A、基准点B以及目标物G三点的坐标数据，可获得由该三点组成的三角形的几何数据，例如三角形边长，面积，三角形的高等数据，从而获得目标物G与基准点A和基准点B之间的位置关系，再结合基准点A或基准点B在自定义坐标系下的坐标，即可换算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
为方便计算，基准点A和基准点B的连线与自定义坐标系的坐标轴平行或重合。例如基准点A和基准点B的连线与自定义坐标系的y轴平行，这样基准点A和基准点B之间的距离可作为自定义坐标系上y轴方向的差值，有利于通过简单加减运算获得目标物G在自定义坐标系下的坐标。详细阐述可见于下文的具体实施例。
进一步地，本发明的自定义坐标系以行车的运动轨迹进行设定，即自定义坐标系的x轴和y轴方向与行车的运动方向和行车上小车的运动方向一致。本发明的目标物G为行车上的小车，小车的运动方向与自定义坐标系的其中一个坐标轴平行或重合，例如与自定义坐标系的x轴平行或重合。相应地，由于行车中大车的运动方向与小车的运动方向垂直，则大车运动方向与自定义坐标系的y轴平行或重合。按照上述标准设定自定义坐标系，大车和小车发生运动，坐标值会发生变化。只需通过简单的加减就能计算出小车和大车的移动距离。且当大车不动小车运动时，小车在自定义坐标系下的坐标值只会有一个发生变化，例如小车的运动方向代表x轴，小车的原始坐标为(g3,f3)，移动一段距离后坐标变为(g’3,f’3)，则g3和g’3不同，f3和f’3相同。即小车只会在x轴上的数值发生改变，而小车的位移量，可通过|g3-g’3|计算获得，使得库区内位置的侦测、判断以及计算等工序更加简便。
本发明例如应用北斗卫星导航系统对库区内的目标物G及基准点进行定位。北斗卫星导航系统的原点O位置在中国西安，坐标为(0,0)。仓库货区往往距离北斗卫星导航系统的原点O较远，库区面积相对于卫星定位系统辐射的范围较小。相对来说，在北斗卫星导航系统下获得的基准点A、基准点B以及目标G的坐标在数值上较大，坐标值数量级达到了km级，不易计算。为此，本实施例可将北斗卫星定位系统坐标系进行平移，也可以理解为是将基准点A、基准点B以及目标物G在北斗卫星定位系统坐标系下的坐标分别向靠近北斗卫星定位系统坐标系的原点O的方向平移固定的距离。该固定的距离为预先设定值，例如是减去了上述三个坐标点的整公里数，保留小数点前三位的米数。可以理解为，相当于将由基准点A、基准点B和目标G组成的图形整体向北斗卫星坐标系的原点O处平移靠近，三点之间的位置关系不会发生改变。例如，在平移前基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标分别为A(a1’,b1’)，B(a2’,b2’)，G(a3’,b3’)。平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标分别为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。具体地，可以是先测定平移前的基准点和目标物的坐标，再同时减去相同的数值，例如减去相同的Δx和Δy，获得平移后的A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。也可以是先将基准点和目标物进行平移，直接测定平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标。
在其它实施例中，直接以基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统坐标系下实际测得的坐标值作为A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)。
下面将参考图3，以图1为例对本发明的室外库区中目标物的定位方法进行介绍，但不以此作为对本发明的限定。
图1中点A、B、G分别代表设定的基准点A、基准点B和目标物G，本实施例目标物G为行车上的小车，北斗坐标系的x轴、y轴以及原点O如图1所示。图中基准点A、基准点B和目标物G为已经朝靠近北斗坐标系原点O方向平移后的位置，平移后的坐标分别为A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)。图中自定义坐标系为库区坐标系ABCD，其中基准点A定义为原点，即基准点A在库区坐标系下的坐标值为(0,0)。将大车运动方向设为库区坐标系的x轴方向，小车运动方向设为库区坐标系的y轴方向。本实施例从基准点A到点D的方向定义为x轴的正方向，从基准点A到基准点B的方向定义为y轴的正方向。行车和小车会在库区坐标系ABCD的范围内移动，即小车会沿EF方向作直线运动，大车会沿AD方向(即BC方向)作直线运动，EF与AD呈垂直关系。
基准点A、基准点B和目标物G组成三角形ABG，该三角形ABG的三边长a，b，c可通过A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)算出。公式如下：
Figure BDA0002405349800000071
Figure BDA0002405349800000072
利用公式求出三角形ABG的面积S，
Figure BDA0002405349800000073
(II)。在三角形ABG中，以边AB为底，高设为h，利用上述公式(I)和公式(II)，可知，
Figure BDA0002405349800000074
算出的高h即为目标物G与基准点A之间在库区坐标系下x轴方向上的绝对差值，记为Δd，即高h数值大小为Δd。
边AB上的高h为图1中的GH，通过高h和边长b，利用勾股定理
Figure BDA0002405349800000075
计算边AH的边长，该边长即为目标物G与基准点A之间在库区坐标系下y标轴方向上的绝对差值，记为Δe。由于基准点A的坐标为(0,0)，根据目标物在自定义坐标系的相对位置关系，目标物G的坐标为(0+Δd,0+Δe)，即目标物G在库区坐标系下的坐标为
Figure BDA0002405349800000076
需要的注意的是，上述关于目标物G的坐标的计算需要结合自定义坐标系的方位，举例来说，在自定义坐标系下，基准点A的坐标为(f1，g1)，目标物G的坐标为(f3，g3)，则基准点A和目标物G在x轴方向的坐标绝对差值满足Δd＝|f1-f3|，而在y轴方向的坐标绝对差值满足Δe＝|g1-g3|。通过三角形面积、高、边长的计算可以获得坐标差值的绝对值，在已知基准点A的坐标、绝对差值Δd和绝对差值Δe后，至于目标物G的坐标是应该用基准点A的坐标减去绝对差值Δd和Δe还是加上绝对差值Δd和Δe，取决于目标物G相对于基准点A在自定义坐标系下的位置关系，可根据实际基准点A和目标物G的相对位置进行判断。在上述实施例中，若将基准点A到点D的方向定义为y轴的正方向，从基准点A到基准点B的方向定义为x轴的正方向，点A为原点，则Δd＝|g1-g3|，Δe＝|f1-f3|。
在上述实施例中，也可以已知基准点B在自定义坐标系下的坐标，通过基准点B的坐标计算获得目标物G在自定义坐标系下的坐标。
在上述具体实施例中，关于自定义坐标系下A(f1，g1)和G(f3，g3)，可以将自定义坐标系设置成使得f3始终大于f1，为g3始终大于g1。例如，继续参考图1，将库区的顶角处取基准点A，并将点A设为原点，库区ABCD为小车和大车的移动范围，从基准点A到点D的方向定义为x轴的正方向，从基准点A到基准点B的方向定义为y轴的正方向，使得f3始终大于f1，为g3始终大于g1。这样必然满足绝对差值Δd＝f3-f1，绝对差值Δe＝g3-g1。因此，通过上述设置，目标物G的坐标分别可通过Δd+f1和Δe+g1计算获得。
另外，当目标物移动至使得目标物G与基准点A、基准点B处于同一条直线上时，也可以采用上述公式(I)和公式(II)计算获得目标物G在自定义坐标系下的坐标。本发明可将基准点A和基准点B设置在不与目标物G形成一条直线的位置上，使得点A、B、G始终形成三角形。例如，可将基准点A和基准点B设置在库区ABCD的边界。
在上述实施例中，直接选定基准点A和基准点B与自定义坐标系的坐标轴平行或重合，计算更加方便。更进一步地，小车的运动方向与自定义坐标系的其中一个坐标轴平行或重合，从而行车的运动方向与另一个坐标轴平行或重合，通过坐标值的差值即可获取小车和行车的移动距离。
如图2所示，在另一实施例中，以库区ABCD为自定义坐标系，定义B为原点。从基准点B到点C的方向定义为x轴的正方向，从基准点B到基准点A的方向定义为y轴的正方向，x轴方向即为大车运动方向，y轴方向即为小车运动方向。设B坐标为B(f2，g2)，目标物G(即小车)坐标为G(f3，g3)。同样采用上述的换算方法，可以算出三角形ABG的三边长a，b，c，也能求得绝对差值Δd和Δe。本实施例满足Δd＝f3-f2，Δd＝g3-g2。由于基准点B的坐标为(0,0)，因此算的的目标物G的坐标值为(Δd，Δe)。从B到A的距离为c，因此，基准点A在本实施例的坐标值为(0,c)。
实际上，上述实施例中基准点A和基准点B仅用于区分描述，不能理解为指示或暗示相对重要性，A和B的命名没有优先级。
进一步地，在上述各实施例中，将基准点A和基准点B的连线设置成与大车或小车的运动方向平行的方法有很多。例如，行车具有大车和小车，大车会沿地面上的轨道移动。可在大车运动的两条轨道上分别选取基准点A和基准点B，基准点A和基准点B的连线与轨道垂直，这样基准点A和基准点B的连线就会与大车的延伸方向平行，即与小车的运动方向平行。
进一步地，本发明的定位方法还包括对库区中的货物进行定位的步骤：获得目标物G在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，若在规定时间段内判断出行车有放下货物的动作，则记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。例如，可以多次获得小车在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，若在规定时间段内G(g3,f3)的坐标值不变，代表行车正在放下货物，则记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。当小车在一段时间内不动，意味着吊钩正在进行吊起或放下货物的操作，坐标值在一定时间段内也将保持不变。此时算得的坐标值即为正在进行操作的货物在x和y轴上的坐标值，实现了对室外钢材的精准定位。上述规定时间段可以预先设定，可参考一般吊起或放下货物的时间。另外，还可采用其它方式检测和判断行车放下货物的动作。
上述的室外库区中目标物的定位方法，可以是利用卫星定位系统进行的人为定位方法，也可以是将上述方法写入到程序中完成目标物G的坐标的确定。
如图4所示，本发明还提供一种室外库区中目标物的定位系统。该定位系统通过卫星定位系统对库区中的目标物G进行定位，并设有自定义坐标系，用于确定目标物G的坐标。其中，自定义坐标系为二维直角坐标系，该二维直角坐标系与卫星定位系统坐标系所在的平面平行，或者与卫星定位系统坐标系位于同一平面。自定义坐标系上的x轴与卫星定位系统坐标系上的x轴为非平行关系。定位系统包括：第一获取模块，用于根据选取的基准点A和基准点B获得基准点A和基准点B中至少一个在自定义坐标系下的坐标。选取库区内两个固定点作为基准点A和基准点B，基准点A和基准点B的连线与自定义坐标系的坐标轴平行或重合，例如与自定义坐标系中的x轴重合，或者，与自定义坐标系中的y轴重合；第二获取模块，用于获取基准点A和基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标，分别记为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)；计算模块，用于根据A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)，以及基准点A和/或基准点B在自定义坐标系下的坐标，换算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
上述实施例中的定位系统，利用了卫星定位系统对目标物G进行定位，再通过定位系统的计算，获得该目标物G在自定义坐标系的坐标。其中卫星定位系统例如美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略系统(GALILEO)以及我国的北斗差分定位技术。以北斗差分定位技术为例，其由基站、卫星、终端组成。基站通过北斗卫星进行定位，解算出自身坐标。由于存在轨道误差、时钟误差、大气影响等误差，解算的坐标与实际坐标之间存在一定误差。基站将改正数发送给终端。终端通过北斗卫星给自身定位后再经过基站的改正数消除误差，提高自身精度。本发明可在目标物G上安装终端，利用北斗卫星技术实现对目标物G的定位，而获得的数据则为目标物G在北斗卫星定位系统坐标系下的坐标。
本发明的室外库区中目标物的定位系统实现了对室外仓库内的目标物的自动化定位管理。其中定位系统中的自定义坐标系一般为根据环境、仓库结构等条件设置，为二维平面坐标系，且与卫星定位系统坐标系的所在的平面平行。
本发明的自定义坐标系基于特定需求建立，其x轴与卫星定位系统坐标系下的x轴为非平行关系。即，当自定义坐标系与卫星定位系统坐标系处于同一平面时，自定义坐标系的x轴与卫星定位系统的x轴相交；当自定义坐标系与卫星定位系统坐标系平行时，自定义坐标系的x轴与卫星定位系统的x轴分别位于不同平面且不平行。本发明的定位系统先通过卫星定位系统获得目标物G在卫星定位系统下的坐标，再通过转换、计算，获得目标物G在自定义坐标系下的坐标，实现对目标物G在室外库区中的自动定位。
本发明的定位系统，利用了卫星定位系统精准定位的优势，并将坐标转换成符合特定需求的坐标系下的坐标，实现了对室外库区中目标物自动、准确的定位，且不会受到室外湿度、温度、遮挡等的影响，方便高效。
进一步地，本发明的自定义坐标系以行车的运动轨迹进行设定，即自定义坐标系的x轴和y轴方向与行车中大车的运动方向和行车上小车的运动方向一致。本发明的目标物G为行车上的小车，小车的运动方向为自定义坐标系的其中一个坐标轴平行或重合，例如与自定义坐标系的x轴平行或重合。相应地，由于大车运动方向与小车运动方向垂直，则大车运动方向与自定义坐标系的y轴平行或重合。按照上述标准设定自定义坐标系，大车和小车发生运动，坐标值会发生变化。只需通过简单的加减就能计算出小车和大车的移动距离。且当大车不动小车运动时，小车在自定义坐标系下的坐标值只会有一个发生变化，例如小车的运动方向代表x轴，小车的原始坐标为(g3,f3)，移动一段距离后坐标变为(g’3,f’3)，则g3和g’3不同，f3和f’3相同。即小车只会在x轴上的数值发生改变，而小车的位移量，可通过|g3-g’3|计算获得，使得库区内位置的侦测、判断以及计算等工序更加简便。
本发明的第二获取模块可用于将基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统坐标系下实际测得的坐标值作为A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)。在其它实施例中，第二获取模块用于：将基准点A、基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标分别向靠近卫星定位系统坐标系的原点的方向平移固定的距离，固定的距离为预先设定值，以平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标作为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。经过平移后的基准点A、基准点B以及目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标值得到缩小，三点之间的位置关系不会发生改变。第二获取模块可以先测定平移前的基准点和目标物的坐标，再同时减去相同的数值，例如减去相同的Δx和Δy，获得平移后的坐标A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。第二获取模块也可以用于先将基准点和目标物进行平移，直接测定平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标。
进一步地，计算模块用于：根据A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)算出由基准点A、基准点B和目标物G三点组成的三角形ABG的面积S、基准点A和基准点B之间形成的边AB的边长c以及基准点A与目标物G之间形成的边AG的边长b；根据三角形的面积S和边长c获得三角形ABG以边AB为底的高h，从而获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下其中一个坐标轴方向上的绝对差值Δd；通过高h和边长b获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下另一个坐标轴方向上的绝对差值Δe；根据差值Δd和差值Δe以及基准点A在自定义坐标系下的坐标，算出目标物G在自定义坐标系下的坐标。
关于计算模块计算出目标物G在自定义坐标系下的坐标的过程，可参考图1、图2和上述关于室外库区中目标物的定位方法实施例中的描述。
进一步地，本发明的室外库区中目标物的定位系统，还可用于确定基准点A和基准点B，以使基准点A和基准点B的连线与小车运动方向或大车运动方向平行或重合，从而实现自行定义的坐标系的x轴和y轴方向与小车运动方向和大车运动方向一致。
进一步地，本发明的定位系统中，基准点A和基准点B位于大车运动的轨道上，基准点A和基准点B的连线与轨道垂直。这样基准点A和基准点B的连线就与小车运动方向平行。另外，参考图1和图2，可以将基准点A和基准点B设在库区ABCD的边界处，以库区ABCD的顶点作为原点。
此外，本发明的定位系统还包括货物定位模块，定位系统获得目标物G在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，货物定位模块用于若在规定时间段内判断出行车有放下货物的动作，则记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。例如，定位系统可以多次获得小车在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，若在规定时间段内G(g3,f3)的坐标值不变，代表行车正在放下货物，则货物定位模块记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。另外，还可以采用其它方式让定位系统判断和确定行车放下货物的动作。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种室外库区中目标物的定位方法，其特征在于，所述定位方法通过卫星定位系统对库区中的目标物G进行定位，以自定义坐标系确定所述目标物G的坐标，其中，所述自定义坐标系为二维直角坐标系，所述二维直角坐标系与卫星定位系统坐标系平行或位于同一平面，所述自定义坐标系上的x轴与所述卫星定位系统坐标系上的x轴为非平行关系，所述定位方法包括：
选取所述库区内的两个固定点作为基准点A和基准点B，基准点A和基准点B的连线与所述自定义坐标系的坐标轴平行或重合，获取基准点A和基准点B中至少一个在所述自定义坐标系下的坐标；
获取基准点A和基准点B以及所述目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标，分别记为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)；
根据A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)，以及基准点A和/或基准点B在自定义坐标系下的坐标，换算出所述目标物G在所述自定义坐标系下的坐标。
2.如权利要求1所述的室外库区中目标物的定位方法，其特征在于，将基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统坐标系下实际测得的坐标值作为A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)，或，将基准点A、基准点B以及所述目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标分别向靠近卫星定位系统坐标系的原点的方向平移固定的距离，所述固定的距离为预先设定值，以平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标作为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。
3.如权利要求1所述的室外库区中目标物的定位方法，其特征在于，采用自定义的方式确定基准点A和基准点B中的一个的坐标。
4.如权利要求1所述的室外库区中目标物的定位方法，其特征在于，所述目标物G为行车上的小车，所述自定义坐标系的其中一个坐标轴与所述小车的运动方向平行或重合。
5.如权利要求1所述的室外库区中目标物的定位方法，其特征在于，所述目标物G为行车上的小车，所述行车具有大车，在所述大车运动的轨道上选取基准点A和基准点B，基准点A和基准点B的连线与所述轨道垂直。
6.如权利要求1-5任一项所述的室外库区中目标物的定位方法，其特征在于，换算出所述目标物G在所述自定义坐标系下的坐标包括以下步骤：
根据A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)算出由基准点A、基准点B和目标物G三点组成的三角形ABG的面积S、基准点A和基准点B之间形成的边AB的边长c以及基准点A与目标物G之间形成的边AG的边长b；
根据三角形ABG的面积S和边长c获得所述三角形ABG以边AB为底的高h，从而获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下其中一个坐标轴方向上的绝对差值Δd；
通过高h和边长b获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下另一个坐标轴方向上的绝对差值Δe；
根据差值Δd和差值Δe以及基准点A在自定义坐标系下的坐标，算出所述目标物G在自定义坐标系下的坐标。
7.如权利要求1-5任一项所述的室外库区中目标物的定位方法，其特征在于，还包括对库区中的货物进行定位的步骤：获得所述目标物G在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，若在规定时间段内判断出行车有放下货物的动作，则记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。
8.一种室外库区中目标物的定位系统，其特征在于，所述定位系统通过卫星定位系统对库区中的目标物G进行定位，并设有自定义坐标系，用于确定所述目标物G的坐标，其中，所述自定义坐标系为二维直角坐标系，所述二维直角坐标系与卫星定位系统坐标系平行或位于同一平面，所述自定义坐标系上的x轴与所述卫星定位系统坐标系上的x轴为非平行关系，所述定位系统包括：
第一获取模块，用于根据选取的基准点A和基准点B获得基准点A和基准点B中至少一个在所述自定义坐标系下的坐标，其中基准点A和基准点B为所述库区内的两个固定点，基准点A和基准点B的连线与所述自定义坐标系的坐标轴平行或重合；
第二获取模块，用于获取基准点A和基准点B以及所述目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标，分别记为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)；
计算模块，用于根据A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)，以及基准点A和/或基准点B在自定义坐标系下的坐标，换算出所述目标物G在所述自定义坐标系下的坐标。
9.如权利要求8所述的室外库区中目标物的定位系统，其特征在于，所述获取模块用于将基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统坐标系下实际测得的坐标值作为A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)，或，所述获取模块用于：将基准点A、基准点B以及所述目标物G在卫星定位系统坐标系下的坐标分别向靠近卫星定位系统坐标系的原点的方向平移固定的距离，所述固定的距离为预先设定值，以平移后的基准点A、基准点B和目标物G在卫星定位系统下的坐标作为A(a1,b1)，B(a2,b2)，G(a3,b3)。
10.如权利要求8所述的室外库区中目标物的定位系统，其特征在于，基准点A和基准点B中的一个的坐标通过自定义确定。
11.如权利要求8所述的室外库区中目标物的定位系统，其特征在于，所述目标物G为行车上的小车，所述自定义坐标系的其中一个坐标轴与所述小车的运动方向平行或重合。
12.如权利要求8所述的室外库区中目标物的定位系统，其特征在于，所述目标物G为行车上的小车，所述行车具有大车，基准点A和基准点B位于所述大车运动的轨道上，基准点A和基准点B的连线与所述轨道垂直。
13.如权利要求8-12任一项所述的室外库区中目标物的定位系统，其特征在于，所述计算模块用于：
根据A(a1,b1)，B(a2,b2)以及G(a3,b3)算出由基准点A、基准点B和目标物G三点组成的三角形ABG的面积S、基准点A和基准点B之间形成的边AB的边长c以及基准点A与目标物G之间形成的边AG的边长b；
根据三角形ABG的面积S和边长c获得所述三角形ABG以边AB为底的高h，从而获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下其中一个坐标轴方向上的绝对差值Δd；
通过高h和边长b获得目标物G与基准点A之间在自定义坐标系下另一个坐标轴方向上的绝对差值Δe；
根据差值Δd和差值Δe以及基准点A在自定义坐标系下的坐标，算出所述目标物G在自定义坐标系下的坐标。
14.如权利要求8-12任一项所述的室外库区中目标物的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括货物定位模块，所述定位系统获得所述目标物G在自定义坐标系下的坐标，记为G(g3,f3)，所述货物定位模块用于若在规定时间段内判断出行车有放下货物的动作，则记录G(g3,f3)作为货物的位置坐标。
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