CN206725743U - 一种室内无线定位装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种室内无线定位装置，该装置将室内无线的基站安装在便携式可折叠支架，使用时只需将支架打开放置于室内并供电，即可实现标签的室内定位，可以实现室内无线定位系统基站的快速安装从而达到快速部署室内无线定位系统的目的。本实用新型还提供一种室内无线定位方法，在配置完初始初始坐标位置后，每部署一个新的系统，仅需将新系统基站的坐标位置相对于初始坐标位置的移动向量配置到系统中即可获得待测标签位置。而且本申请实施例提供的室内无线定位装置使得各基站安装方便，而相对位置的测量准确便捷。

Description

一种室内无线定位装置

技术领域

本发明涉及定位系统部署方法，具体涉及室内无线定位装置及方法。

背景技术

目前，室内无线定位技术包括主要红外线、超声波、Zigbee、Wi-Fi、蓝牙、RFID(无线射频识别)、CSS(啁啾扩频)、UWB(超宽带)等。上述无线定位技术的工作原理较为类似：在室内固定位置安装多个(3个或以上)基站(不同的系统有不同的称谓，如：参考点、锚、路由器、读卡器等，以下统称基站)，并记录各基站在室内的坐标位置。定位标签(如RFID卡、手机、UWB标签等，以下统称标签)由被定位对象(如机器人、无人机、室内人员)佩戴。

定位系统使用前，需要将各基站的坐标位置作为配置信息写入位置计算模块的存储器。位置计算模块是指通过定位算法，计算得到被测对象(标签)坐标位置的功能模块，该模块可以是基站，也可以是标签，或者其它的设备。位置计算的2个必要条件为：1)各个基站的坐标位置；2)标签到各个基站的距离。定位系统启动后，标签与各个基站之间通过无线信号进行测距，测得标签到各个基站的距离，位置计算模块通过事先记录并配置好的基站坐标位置，通过几何计算(如三边定位法)，求得标签所在位置的坐标。

按照传统的方法，每部署一套新的室内定位系统，必须重复进行以下流程：1)初步在室内选定适合的基站安装位置；2)进行供电线路改造，为基站提供持续电源；3)建筑结构改造：在墙体、天花板等位置钻孔，安装基站支架，固定基站；4)基站坐标测量：可以通过卷尺、激光测距仪等设备测量各个基站之间的距离，然后通过几何计算得到各个基站的坐标；5)将配置基站坐标信息到位置计算模块中；6)定位系统开始运行。

上述过程具有如下缺点：

1)涉及供电线路的铺设、建筑内部结构改造等，对施工人员专业要求高，增加了系统的安装成本及实施难度；2)由于基站位置坐标一般通过人为手动测量获得，测量过程难免出现测量误差，降低定位系统的整体精度。

因此，如何使室内无线定位系统易于部署便成为急需解决的技术问题。

发明内容

本申请解决的主要问题是提供一种室内无线定位装置以解决室内无线定位系统安装时需对建筑物内部结构以及电路改造，施工复杂，定位精度差的技术问题

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种室内无线定位装置，包括：底座，立杆、基站固定盒、电源线以及多个上臂和基站，其中：

所述立杆安装于底座上；

所述多个上臂分别与所述立杆相连接；

所述基站位于所述基站固定盒内的，用于与待定位标签通信；

所述基站固定盒设置于所述上臂上，用于使每个室内无线定位装置基站固定盒内的相对应的基站的相对位置不变；

所述电源线在所述立杆与上臂结合处分为多路，所分路数与所述上臂个数相同。

优选地，所述立杆和上臂为中空结构；

所述立杆与所述底座结合处设有电源线入口，所述中空立杆与所述上臂结合处设有多通接口，

所述电源线从电源线入口经立杆、多通接口、上臂连接基站固定盒内的基站。

优选地，所述上臂的个数为4个，所述上臂上的基站固定盒的中心连线为正方形。

优选地，所述立杆为可伸缩立杆。

优选地，所述为可折叠上臂，所述底座为可折叠底座。

本申请还提供了一种室内无线定位方法，所述方法应用于上述的室内无线定位装置，该方法包括：

获取室内无线定位装置各基站的初始坐标位置以及待测标签在初始坐标位置(x₀，y₀)；

获取室内无线定位装置各基站相对于初始坐标位置的移动向量(dx，dy)；

根据获得的待测标签在初始坐标位置(x₀，y₀，z₀)和获得的移动向量(dx，dy)获得待测标签的坐标位置(x,y)。

优选地，所述待测标签的坐标位置(x,y)为(x₀-dx，y₀-dy)。

优选地，所述待测标签在初始坐标位置(x₀，y₀)的获取方法为：

获取室内无线定位装置各基站的初始坐标位置；

获取待测标签到各基站的坐标位置的距离；

根据各基站初始坐标位置和待测标签到各基站初始坐标位置的距离获取待测标签的初始坐标位置(x₀，y₀)。

优选地，所述待测标签的初始坐标位置(x₀，y₀)通过三边定位法获得。

优选地，所述各基站的初始坐标位置通过测量设备测量各基站之间的距离，经几何计算获得。

与现有技术相比，本申请所述的室内无线定位装置，达到了如下效果：

本发明提供的室内无线定位装置将基站安装在便携式可折叠支架上，使用时只需将支架打开放置于室内并供电，即可实现标签的室内定位，可以实现室内无线定位系统基站的快速安装从而达到快速部署室内无线定位系统的目的，无需复杂的施工，避免了基站安装布线、固定、测量、配置等过程。

本发明提供的室内无线定位方法，在配置完初始初始坐标位置后，每部署一个新的系统，仅需将新系统基站的坐标位置相对于初始坐标位置的移动向量配置到系统中即可获得待测标签位置。而且本申请实施例提供的室内无线定位装置使得各基站安装方便，而相对位置的测量准确便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提出的一种室内无线定位装置的结构示意图；

图2为本申请实施例中应用本申请室内无线定位装置的基站初始坐标位置以及待测标签的初始坐标位置图；

图3为本申请实施例中安装基站的坐标位置和待测标签的坐标位置图。

具体实施方式

有鉴于本申请背景技术中所提到的问题，在每部署一个新的室内无线定位系统时，会存在如下问题：1)涉及供电线路的铺设、建筑内部结构改造等，对施工人员专业要求高，增加了系统的安装成本及实施难度；2)由于基站位置坐标一般通过人为手动测量获得，测量过程难免出现测量误差，降低定位系统的整体精度。

本申请提出了一种室内无线定位装置及方法，通过在室内无线定位装置的基站固定盒内安装基站，从而对各基站的位置进行限定，完成室内无线定位系统的部署，无需再对建筑的内部结构以及电路进行改造。

使用本申请提供的室内无线定位装置部署每个室内无线定位系统的对应各基站的相对位置不便，在设置好各基站的初始坐标后，无需在每部署一个新的室内无线定位系统在测量运算获取基站位置坐标，仅需知道每个室内无线定位系统的基站相对于初始坐标的移动向量，通过简单的运算即可获得待测标签的坐标位置。

下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示为本申请实施例提出的一种室内无线定位装置的结构示意图，下面通过上述附图对本申请提出的光模块进行具体的描述。

本申请实施例提出的一种室内无线定位装置，包括：底座4，立杆3、基站固定盒2、电源线7以及多个上臂1和基站(图中未示出)，其中：

所述立杆3安装于底座4上；

所述多个上臂1分别与所述立杆3相连接；

所述基站位于所述基站固定盒内2的，用于与待定位标签(图中未示出)通信；待测标签(如RFID卡、手机、UWB标签等)由被定位对象(如机器人、无人机、室内人员)佩戴；

所述基站固定盒2设置于所述上臂1上，用于使每个室内无线定位装置基站固定盒2内的相对应的基站的相对位置不变；

所述电源线7在所述立杆3与上臂1结合处分为多路，所分路数与所述上臂个数相同。

在具体的应用场景中，上述立杆3和上臂1可设计为中空结构；

在立杆3与底座4结合处设电源线入口，在立杆3与上臂1结合处设多通接口，

电源线从电源线入口经立杆、多通接口、上臂连接基站固定盒内的基站。

上述立杆可设计为伸缩立杆，可实现高度调节，以调节安装在基站固定盒内基站的位置，使其更好地运行。

在具体的应用场景中，上述室内无线定位装置上臂1的个数优选为4个，上臂1上的基站固定盒2的中心连线为正方形。

优选将装置的上臂1设计成可折叠上臂，底座4设计成可折叠底座。这不仅使装置便于移动，还可辅助调整基站位置。

优选电源线6在接通电源端设主供电接头7，接通基站处设基站供电接头。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

上述实施例提供的室内无线定位装置将基站安装的便携式可折叠支架，使用时只需将支架打开放置于室内并供电，即可实现标签的室内定位，可以实现室内无线定位系统基站的快速安装从而达到快速部署室内无线定位系统的目的。无需复杂的施工，避免了基站安装布线、固定、测量、配置等过程。

如图2所示为本申请实施例应用室内无线定位装置的基站初始坐标位置以及待测标签的初始坐标位置图；图3为安装的基站的坐标位置和待测标签的坐标位置图。图中三角形位置为基站位置，圆形为待测标签位置。

本申请实施例提供一种室内无线定位方法，该方法应用于上述实施例所述的室内无线定位装置，该方法包括：

获取如图2所示的室内无线定位装置各基站的初始坐标位置以及待测标签在初始坐标位置(x₀，y₀)；

当各基站的安装位置为图3中所示位置时，相当于图2中的基站整体平移到图3位置，在获取各基站相对于初始坐标位置的移动向量(dx，dy)后可根据获得的待测标签在初始坐标位置(x₀，y₀)和获得的移动向量(dx，dy)获得待测标签的坐标位置(x,y)。

在具体的应用场景中，如果待测标签在初始坐标位置(x₀，y₀)和移动向量(dx，dy)，则待测标签的坐标位置(x,y)为(x₀-dx，y₀-dy)。

在具体的应用场景中待测标签在初始坐标位置(x₀，y₀)的获取方法为：

获取室内无线定位装置各基站的初始坐标位置；该初始时坐标位置可以为设定位置，也可以采用通过卷尺、激光测距仪等设备测量各个基站之间的距离，然后通过几何计算得到各个基站的坐标。

获取待测标签到各基站的坐标位置的距离；通常待测标签与基站之间通过无线信号进行测距。

在得到各基站初始坐标位置和待测标签到各基站初始坐标位置的距离后可通过几何计算获取待测标签的初始坐标位置(x₀，y₀)。

优选初始坐标位置的或取得几何计算采用三边定位法。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本申请实施例提供的室内无线定位方法，在配置完初始初始坐标位置后，每部署一个新的系统，仅需将新系统基站的坐标位置相对于初始坐标位置的移动向量配置到系统中即可获得待测标签位置。克服了传统室内无线定位系统时，每部署一个新的系统，均需在新的系统配置各基站的坐标信息，过程繁琐，且基站的坐标位置多采用人工测量，造成系统定位准确性降低的问题。

而且本申请实施例提供的室内无线定位装置使得各基站安装方便，而相对位置的测量准确便捷，因此，本申请实施例的室内无线定位方法定位准确，便于实施。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种室内无线定位装置，其特征在于，包括：底座(4)，立杆(3)、基站固定盒(2)、电源线(5)以及多个上臂(1)和基站，其中：

所述立杆(3)安装于底座(4)上；

所述多个上臂(1)分别与所述立杆(3)相连接；

所述基站位于所述基站固定盒(2)内的，用于与待定位标签通信；

所述基站固定盒(2)设置于所述上臂(1)上，用于使每个室内无线定位装置基站固定盒内的相对应的基站的相对位置不变；

所述电源线(5)在所述立杆(3)与上臂(1)结合处分为多路，所分路数与所述上臂个数相同。

2.根据权利要求1所述的室内无线定位装置，其特征在于，所述立杆(3)和上臂(1)为中空结构；

所述立杆(3)与所述底座(4)结合处设有电源线入口，所述立杆(3)与所述上臂(1)结合处设有多通接口，

所述电源线(5)从电源线入口经立杆(3)、多通接口、上臂(1)连接基站固定盒(2)内的基站。

3.根据权利要求2所述的室内无线定位装置，其特征在于，所述上臂(1)的个数为4个，所述上臂(1)上的基站固定盒(2)的中心连线为正方形。

4.根据权利要求1所述的室内无线定位装置，其特征在于，所述立杆(3)为可伸缩立杆。

5.根据权利要求4所述的室内无线定位装置，其特征在于，所述上臂(1) 为可折叠上臂，所述底座(4)为可折叠底座。