CN206020650U - 定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定位装置，该定位装置由一个定位单元组成，或者由多个定位单元连接组成，其中：所述定位单元中布置有一个或多个射频识别电子标签；所述射频识别电子标签与定位空间中的三维空间坐标一一对应。本实用新型通过安设在定位单元中的射频识别电子标签实现空间定位，可根据实际应用的需要安装在室内或室外环境中可固定定位单元的实体上。本实用新型受环境影响小、装设方便灵活、定位精度高且成本低。

Description

定位装置

技术领域

本实用新型涉及空间定位技术领域，尤其涉及一种具有定位功能的装置。

背景技术

随着社会的发展，网络和通信技术、图形图像处理技术和计算机技术的进步，虚拟现实(Virtual Reality)这一可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，受到越来越多的青睐，成为人类一种新的交流方式。虚拟现实最重要的特点就是具有良好的交互性和沉浸感，而交互和提供沉浸感的主要技术则依赖于高精度的空间定位，这样才能为用户提供更好的虚实无缝结合的体验。

目前空间定位技术主要包括：基于GNSS(全球导航卫星系统)的各类定位技术、不基于RSSI(接收信号强度)的射频定位技术、基于RSSI的射频定位技术以及CV定位技术等。

1、基于GNSS的定位技术包括美国的GPS，俄罗斯的GLONASS，欧盟的GALILEO和中国的北斗。由于GNSS自身的精度有限，延迟较大，后来又衍生出了RTK、差分定位等技术。这些基于GNSS的定位技术应用广泛，但由于卫星信号穿透力很差，几乎为0，因此在楼群密集的地方对于定位精度影响很大，难以在室内进行精确定位。

2、不基于RSSI的射频定位技术中的代表技术为UWB定位，UWB定位是使用TOA，TDOA，AOA等方法进行三角测量，基本可以理解为把GNSS定位技术应用到室内，把一些已知的位置点或固定设施作为已知位置标记点。该类定位技术在理想实验环境中定位精度为5CM左右，但在环境复杂的实际应用场景中，精度往往要低很多，因为场景的复杂，以及人群的众多都会对信号产生很大的影响，比如多径效应，从而使定位精度严重降低。

3、基于RSSI的射频定位技术目前包括WiFi定位技术，蓝牙定位技术和苹果公司的iBeacon定位技术。这些技术都是以RSSI与距离成反比为基础，即离基站(比如一个WiFi接入点)越近，RSSI就越高，越远RSSI就越小。但是在实际应用场景中引起RSSI变化的因素不计其数，包括障碍物遮挡，无线信号的极化方向，天线的各向异性等等。通过这类技术我们只能判断目标物体是否在信号覆盖范围内，并不能准确的确定目标物体的具体位置信息。

4、CV定位技术，这类技术虽然精度高，但是定位成本较高，而且如果一个定位区域内同时有多个目标物体移动或存在，定位精度就会骤降，并且具有弱ID缺点，即多个目标物体中可能存在部分或全部目标物体无法识别定位的现象。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提出一种具有定位功能的装置，该装置由一个定位单元组成，或者由多个定位单元连接组成，定位单元中安设有一个或多个RFID标签，该装置可根据实际应用的需要安装在室内或室外环境中可固定定位单元的实体上，所述定位装置受环境影响小、装设方便灵活、定位精度高且成本低。

本发明提供的定位装置由一个定位单元组成，或者由多个定位单元连接组成，其中：

所述定位单元中布置有一个或多个射频识别电子标签；

所述射频识别电子标签与定位空间中的三维定位坐标一一对应。

可选地，所述定位装置独立放置或布置在依附物体上。

可选地，所述定位装置由多个定位单元连接组成时，所述定位单元设置有连接件。

可选地，所述定位单元由非金属材料制成。

可选地，所述射频识别电子标签具有唯一的标识信息，所述标识信息与三维空间坐标一一对应。

可选地，所述射频识别电子标签均匀或非均匀布置在所述定位单元的内部或表面。

可选地，当所述射频识别电子标签布置在所述定位单元的表面上时，所述射频识别电子标签的外表面或者布置射频识别电子标签的定位单元表面加设有保护层。

可选地，所述射频识别电子标签为中高频/超高频射频识别电子标签。

可选地，所述射频识别电子标签为13.54MHz高频无源RFID标签或866MHz/902MHz超高频无源RFID标签。

可选地，相邻两个射频识别电子标签之间的距离不超过1m。本实用新型提出的定位装置，通过在定位单元内设置一个或多个RFID标签，并对RFID标签建立与三维空间坐标一一对应的唯一标识信息来实现定位，当目标对象在该定位装置所形成或覆盖的空间中进行移动时，可根据读取器读取到的RFID标签的内容判断出目标对象的空间位置坐标信息。本实用新型提出的上述具有定位功能的装置能够很方便地安装在目标物体所在的空间中，由于其使用价格低廉的RFID标签，因此整体投入成本较低；另外，由于用户可根据定位精度和成本要求灵活选择RFID标签的安装数量和方式，比如密集安装或是稀疏安装，从而能够满足用户的不同需求，更好的解决定位精度和定位成本之间的矛盾。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施例的定位装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一实施例的定位单元的结构示意图；

图3是根据本实用新型一实施例的定位单元连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种定位装置，该定位装置由一个定位单元组成，或者由多个定位单元连接组成，其中：

所述定位单元中安设有一个或多个射频识别(RFID)标签；

所述射频识别标签与定位空间中的三维空间坐标一一对应。

所述定位装置可独立放置在某处，也可铺设/布置/固定到依附物体上，具体的安装方式视具体应用需要而定，比如可铺设在地板上、固定在墙壁或天花板上，也可放置在桌子上、固定在货物等物品上等等。所述定位装置可形成一个空间或覆盖一个空间，当目标对象，即被定位对象，在该空间内移动时，通过读取器读取相关的RFID标签信息即可确定目标对象的空间位置，从而实现精准定位。

其中，所述定位单元是具有一定长、宽、厚度或者其它可以将RFID标签放置在其内部或表面的实体单元。所述定位单元可以呈现规则的形状，如正方形、长方形或圆形等，也可以呈现不规则的形状，为了便于所述定位装置在定位空间中的铺设和材料的充分合理利用，可灵活选择定位单元的形状。但不管定位单元呈何种形状，在使用多个定位单元来组成定位装置时，所述定位单元需要设置有连接件，比如在定位单元的边缘或者靠近边缘处设置卡槽、卡扣、连接扣等连接件，以固定定位单元之间的相对位置或者定位单元与依附物体之间的相对位置。需要特别说明的是，上述定位单元的形状只是示例性的说明，并不用于限制本实用新型，任何合理地、可制作的定位单元形状均落入本实用新型的保护范围。

所述定位单元由非金属材料制成或主要由非金属材料制成，比如聚碳酸酯、聚氯乙烯等。当然，定位单元的制作材料可根据定位单元的安装位置来进行选择，比如，当所述定位单元用作地板时，可选择抗压非金属材料，当所述定位单元用作天花板或者安装在墙壁上时，可选择轻质非金属材料等等。

其中，每个RFID标签都具有一个唯一的标识信息，该标识信息能够确保每个RFID标签在所需定位的空间中具有唯一性，并且，该标识信息与三维空间坐标之间存在一一对应的关系。比如，所述标识信息可以包括所述RFID标签的EPC ID信息、所述RFID标签所在定位单元的序号、所RFID标签在所述定位单元中的序号中的一种或多种信息。当然，所述标识信息也可以是其他信息，只要能够对于同一定位空间内的多个RFID标签进行唯一区分即可。所述标识信息可通过编辑工具来建立，该编辑工具可对RFID标签所在定位单元序号和RFID标签在所述定位单元中的序号进行编辑和设置。

所述RFID标签可安设在所述定位单元的内部或表面上，在实际应用中，可根据实际需要和定位装置的安装位置选择RFID标签的安装位置，比如，若所述定位装置铺设在地板上，为了保护RFID标签，延长其使用寿命，可选择将所述RFID标签安设在所述定位单元的内部；若所述定位装置安装在墙壁或天花板上，由于RFID标签无需承重，为了增加RFID标签的识别距离，提高其识别度，可选择将所述RFID标签安设在所述定位单元的表面上，在这种情况下，为了对所述RFID标签进行保护，还可以在所述RFID标签的外表面或者安设RFID标签的定位单元的表面套设一保护层，所述保护层可使用抗压材料制成。需要特别说明的是，上述RFID标签的安装位置只是示例性的说明，并不用于限制本实用新型，任何合理地、可制作的安装位置均落入本实用新型的保护范围。

所述RFID标签可以是任何适合尺寸或规格的RFID标签，所述定位单元的一个或多个RFID标签的识别范围可完全覆盖也可部分覆盖所述定位装置。在本实用新型一实施例中，所述RFID标签为中高频/超高频RFID标签或中高频/超高频无源RFID标签，此处可以理解的是，中高频RFID标签的工作频率为3MHz～30MHz，超高频RFID标签的工作频率为860MHz～960MHz。在本发明一优选实施例中，采用13.54MHz高频无源RFID标签或866MHz/902MHz超高频无源RFID标签，这些无源RFID标签受环境因素的影响小，成本低，抗干扰性强，使用寿命长。当然，在实际应用中，可根据实际需要采用其他工作频率的中高频或超高频RFID标签。需要特别说明的是，上述RFID标签的尺寸和规格只是示例性的说明，并不用于限制本实用新型，任何合理地、可实现的RFID标签尺寸和规格均落入本实用新型的保护范围。

所述RFID标签在定位单元中可以是均匀分布，也可以是非均匀分布，可以理解的是，所述均匀分布指的是定位单元中的每个RFID标签之间的距离相同，所述非均匀分布指的是定位单元中的每个RFID标签之间的距离不相同或者不完全相同。所述RFID标签分布方式的选择与定位精度和定位成本要求有关，为了使得RFID标签的覆盖范围无盲区，实现全方位无缝高精度定位，通常会选择均匀分布方式；但实际应用中，考虑到某些区域可能并不需要RFID标签的覆盖，在精度要求能够得到满足的情况下，为了降低成本，可以选择非均匀分布方式，甚至还可以根据用户的实际应用需求定制分布方式。当然，所述RFID标签之间的排列距离也可以根据所需要的定位效果和精度来确定，通常来说，所述RFID标签之间的距离不超过1m，优选地，RFID标签之间的距离大于其尺寸的3倍。需要特别说明的是，上述RFID标签的分布方式只是示例性的说明，并不用于限制本实用新型，任何合理地、可实现的RFID标签的分布方式均落入本实用新型的保护范围。

综上，所述定位装置通过在定位单元内安设一个或多个RFID标签，并对RFID标签建立与三维空间坐标一一对应的唯一标识信息来实现定位，当目标对象在该定位装置所形成或覆盖的空间中进行移动时，可根据读取器读取到的RFID标签的内容判断出目标对象的空间位置坐标信息。本实用新型的定位装置受环境影响小，定位精度高并且成本低。

以下以由多个定位单元连接组成的定位装置为例对于本实用新型进行进一步的说明。

图1是根据本实用新型一实施例的定位装置的结构示意图，如图1所示，所述定位装置1由多个定位单元11连接组成，在本实施例中，所述定位单元11采用矩形这一规则形状。

图2为本实施例中定位单元11的结构示意图，如图2所示，在定位单元11的内部，RFID标签12采用非均匀分布方式进行布置，本实施例中，每个RFID标签12之间的距离大于1.5倍的RFID标签尺寸。

利用编辑工具对定位单元11中的RFID标签12进行唯一标识信息编辑，并将该唯一标识信息与该RFID标签12所在定位单元11的空间位置信息以及该RFID标签12在该定位单元11中的位置信息一一对应起来，这样就可以确定该RFID标签12在定位装置1中对应的唯一空间位置信息。

本实施例中，所述定位单元11是由聚氯乙烯材料加温加压制作而成的。

参照图3所示，本实施例中，所述定位单元11之间采用无缝拼接方式组成定位装置，图3中，a、b分别表示相邻的两个定位单元。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种定位装置，其特征在于，所述定位装置由多个定位单元连接组成，其中：

所述定位单元中布置有一个或多个射频识别电子标签；

所述射频识别电子标签具有唯一的标识信息，所述标识信息与定位空间中的三维空间坐标一一对应；

所述射频识别电子标签为超高频射频识别电子标签；

其中，所述定位单元设置有连接件，所述连接件为卡扣或连接扣；

所述射频识别电子标签均匀或非均匀布置在所述定位单元的表面，所述射频识别电子标签的外表面或者布置射频识别电子标签的定位单元表面加设有保护层。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置独立放置或布置在依附物体上。

3.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位单元由非金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述射频识别电子标签均匀或非均匀布置在所述定位单元的表面替换为所述射频识别电子标签均匀或非均匀布置在所述定位单元的内部。

5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述射频识别电子标签为13.54MHz高频无源RFID标签或866MHz/902MHz超高频无源RFID标签。

6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，相邻两个射频识别电子标签之间的距离不超过1m。