CN213903776U - 一种室内定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种室内定位装置，室内形成有定位网格，定位网格由数个子网格组成，各子网格均设置有无源电子标签，装置包括移动组件、驱动组件以及设置于移动组件的定位组件，定位组件包括RFID检测模块、控制模块以及方向检测模块，RFID检测模块用于检测各子网格对应的无源电子标签，装置通过方向检测模块沿子网格朝向相邻子网格移动。通过无源电子标签对各个子网格进行标记，装置在移动时对单个无源电子标签进行逐一检索，达到精准室内定位，其中，无源电子标签体积小，无需附加电源，因此无源电机标签在设置时较为便捷，不需要额外的布线，例如电源线、传输线等，可直接铺设在各子网格处，成本低，便于推广。

Description

一种室内定位装置

技术领域

本实用新型属于室内定位领域，具体涉及一种室内定位装置。

背景技术

在万物互联的大发展背景下，各种相关技术层出不穷，而室内定位就是物联网的基础服务之一。区别于地图定位服务，室内定位主要是为了完善目标(人或物体)的可达到性问题和信息完整性问题。目前成熟的定位服务GPS、北斗都限于室外场景,室内定位的信息是相对缺失或极其粗糙的。

不同场景和不同精度的定位信息能够衍生的商业应用类型是不同的，当前室内定位技术的目标是获得目标在室内的精确位置信息,是某些应用出现的基础条件；室内定位技术处在不断地发展过程中，是当前热门研究领域，有着良好的应用前景，而目前的高精度室内定位技术均需要比较昂贵的额外辅助或前期大量的人工处理，这些都制约了技术的推广普及。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种室内定位装置，能够实现室内精准定位。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种室内定位装置，室内形成有定位网格，定位网格由数个子网格组成，各子网格均设置有无源电子标签，装置包括移动组件、驱动组件以及设置于移动组件的定位组件，定位组件包括RFID检测模块、控制模块以及方向检测模块，RFID检测模块用于检测各子网格对应的无源电子标签，装置通过方向检测模块沿子网格朝向相邻子网格移动。

进一步地，装置还包括设置于移动组件的避障组件，避障组件与驱动组件电连接。

进一步地，避障组件包括超声波模块以及接收超声波的接收模块。

进一步地，超声波模块具有多个，多个超声波模块环绕装置周向等分设置。

进一步地，装置还包括设置于移动组件顶端的摄像组件，摄像组件与驱动组件电连接。

进一步地，控制模块为STM32单片机。

本实用新型具有以下有益效果：

1、通过无源电子标签对各个子网格进行标记，装置在移动时对单个无源电子标签进行逐一检索，达到精准室内定位，其中，无源电子标签体积小，无需附加电源，因此无源电机标签在设置时较为便捷，不需要额外的布线，例如电源线、传输线等，可直接铺设在各子网格处，成本低，便于推广，同时，采用无源电子标签安全性强，即使无源电子标签被非法读取和恶意篡改，但无源电子标签只记录位置信息且只读不可写入，通过装置的RFID检测模块匹配相关信息，达到室内定位的目的。

2、避障组件能够在装置移动时起到警示作用，避障组件能够及时检测到装置移动范围内存在的障碍物，并反馈给用户，确保装置的安全性。

3、超声波模块具有多个，确保超声波模块能够对装置的周围均能够实现检测，提高移动时的安全性。

4、通过摄像组件能够使用户远距离观察室内情况，便于及时调整装置的位置，定位更加准确。

附图说明

图1用以说明本实用新型一种示意性实施方式的结构示意图；

图2用以说明本实用新型定位网格的一种示意性实施方式的结构示意图。

图中：1、移动组件，2、驱动组件，21、无线充电模块，22、电源模块，3、定位组件，31、RFID检测模块，32、控制模块，33、方向检测模块，41、超声波模块，5、摄像组件，6、定位网格，61、子网格，62、定位原点。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。

另外，还需要说明的是，本实用新型实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运动。

最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

如图1和图2所示，一种室内定位装置，室内形成有定位网格6，定位网格6由数个子网格61组成，各子网格61均设置有无源电子标签，装置包括移动组件1、驱动组件2以及设置于移动组件1的定位组件3，定位组件3包括 RFID检测模块31、控制模块32以及方向检测模块33，RFID检测模块31用于检测各子网格61对应的无源电子标签，装置通过方向检测模块33沿子网格 61朝向相邻子网格61移动；通过无源电子标签对各个子网格61进行标记，装置在移动时对单个无源电子标签进行逐一检索，达到精准室内定位，其中，无源电子标签体积小，无需附加电源，因此无源电机标签在设置时较为便捷，不需要额外的布线，例如电源线、传输线等，可直接铺设在各子网格61处，成本低，便于推广同时，采用无源电子标签安全性强，即使无源电子标签被非法读取和恶意篡改，但无源电子标签只记录位置信息且只读不可写入，通过装置的RFID检测模块31匹配相关信息，达到室内定位的目的。

无源电子标签即为RFID标签，各子网格61对应的无源电子标签均与其它无源电子标签具有差别，从而确保装置能够精准到达指定的子网格61处；对于装置而言，其可以为移动车，移动组件1即为车轮、刹车模块以及转向模块；驱动组件2包括无线充电模块21以及电源模块22，通过无线充电模块21实现无线充电，提高充电时的便利性，而电源模块22能够为装置各组件运行提供动力；装置在移动时，通过定位组件3来确保移动的目的地以及移动方式，首先，通过RFID检测模块31对单个无源电子标签进行逐一检索，从而定位目标位置，通过控制模块32控制装置，而装置在移动过程中通过方向检测模块33 进行移动方向的控制。

其中，无源电子标签在安装过程中，由于其不需要额外的布线，因此可直接铺设在各子网格表面，当然，无源电子标签在安装过程中也可结合实际情况进行不同的选择，例如，室内铺设有地砖时，可直接将无源电子标签嵌入地砖内部，固定稳定，而当室内铺设有地毯等附加物时，可将无源电子标签铺设在地毯下方，同样能够将无源电子标签进行固定；当然，无源电子标签在安装时，也可以选择直接将无源电子标签粘结在各子网格处，例如，将无源电子标签粘结在地砖处。

对于控制模块32而言，优选为STM32单片机，其程序均为模块化设计，接口简单，且性能高，成本低，功耗低，其中，对于STM32单片机的接线方式参见现有技术，此处不再赘述，可以理解的，STM32单片机只是本申请中的一种优选方式，控制模块也可以选为其它可以实现本申请的单片机。

装置在室内移动时，由于室内环境较为复杂，因此，装置还包括设置于移动组件1的避障组件，避障组件与驱动组件2电连接；避障组件能够在装置移动时起到警示作用，避障组件能够及时检测到装置移动范围内存在的障碍物，并反馈给用户，确保装置的安全性。

对于避障组件而言，其可以选为红外传感模块以及相应的接收模块，或者为视觉传感模块以及相应的接收模块，或者为激光传感模块以及相应的接收模块等。

优选的，避障组件包括超声波模块41以及接收超声波的接收模块；超声波模块41是一种成本低、实现方法简单、技术成熟的优质方案，在装置上安装超声波模块41以及接收模块，通过发射和接收产生的超声波，通过飞行时间法计算距离，实时获取自身周围障碍物信息，包括障碍物的尺寸、形状和位置等。

由于声音是沿锥形传播的，因此避障组件测到的并不是一个点，而是锥形角度范围内最近物体的距离，通过超声波模块41内置的避障算法，对所有障碍物信息进行整合和处理，最终输出距离装置最近的障碍物的方位信息。

当避障组件探测到障碍物时，避障组件便会将障碍物的信息反馈至刹车模块，由刹车模块控制装置减速。刹车，而对于不在装置移动区域内的障碍物，即使距离再近，避障组件也不会预警，保证装置作业的效率；当障碍物离开或者设计绕过障碍物后，装置才会继续朝向目标位置移动。

超声波模块具有多个，多个超声波模块环绕装置周向等分设置；确保超声波模块能够对装置的周围均能够实现检测，提高移动时的安全性；例如，超声波模块的数量为三个，相邻的超声波模块的夹角即为120°，而当超声波模块的数量为四个，相邻的超声波模块的夹角即为90°，而当超声波模块的数量为四个，相邻的超声波模块的夹角即为72°等。

优选的，超声波模块41的数量为四个，四个超声波模块41分别设置在装置的前、后、左、右四个方向；通过在装置的两端均设置有超声波模块41，装置无论是正向移动、反向移动还是转向，均能够检测障碍物，安全性更好。

装置还包括设置于移动组件1顶端的摄像组件5，摄像组件5与驱动组件2电连接；摄像头作为视觉识别，通过摄像组件5能够使用户远距离观察室内情况，便于及时调整装置的位置，定位更加准确，同时，通过摄像组件5与避障组件进行配合，进一步提高装置移动时的安全性。

下面，对装置的移动方法进行详细说明。

结合图2，由于室内通过定位网格6分隔成数个区域，因此，可将定位网格6设置为坐标系，定位原点62即为定位网格6的左下角。

首先，通过RFID检测模块检测目标位置的无源电子标签，并确定该无源电子标签对应的子网格的坐标；随后，对当前位置的X坐标与目标位置的X 坐标进行比较，如果当前位置的X坐标大于目标位置的X坐标，即控制装置朝向X负方向进行移动，如果当前位置的X坐标小于目标位置的X坐标，即控制装置朝向X正方向进行移动，当前位置的X坐标等于目标位置的X坐标，即装置无需再进行X方向的移动；当装置在移动过程中，限定装置沿X方向以及Y方向进行移动，因此，装置沿一个子网格朝向相邻的子网格进行移动，即装置需要一格一格地移动，因此，在装置移动过程中，装置会持续判断移动装置的当前为位置，判断是否到达目标位置的X坐标，如果未到达目标位置的 X坐标，则继续移动，如果到达目标位置的X坐标，则停止X方向上的移动。

当装置到达目标位置的X坐标时，继续对当前位置的Y坐标与目标位置的Y坐标进行比较，如果当前位置的Y坐标大于目标位置的Y坐标，即控制装置朝向Y负方向进行移动，如果当前位置的Y坐标小于目标位置的Y坐标，即控制装置朝向Y正方向进行移动，当前位置的Y坐标等于目标位置的Y坐标，即装置无需再进行Y方向的移动；当装置在沿Y方向移动时，随时对装置的X方向进行判断，判断X坐标是否偏离，如果未偏离，则继续沿Y方向移动，而如果X坐标发生偏离，则返回X方向的移动，随后再进行Y方向的移动；最后，判断是否到达目标位置的Y坐标，当到达目标位置的Y坐标后，结束装置的移动。

其中，装置在移动过程中避障组件检测到障碍物时，如果此时装置沿X方向移动，则改为朝向Y方向移动，如果Y方向同样检测到障碍物，则沿与一开始沿X方向移动的反方向移动，再沿Y方向移动；如果此时装置沿Y方向移动，则改为朝向X方向移动，如果X方向同样检测到障碍物，则沿与一开始沿Y方向移动的反方向移动，再沿X方向移动；因此，当装置在避让障碍物时，便会发生坐标的偏离，因此，需要随时进行校正。

可以理解的，装置也可以先进行Y方向的移动，再进行X方向的移动，此处不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种室内定位装置，其特征在于，室内形成有定位网格，所述定位网格由数个子网格组成，各所述子网格均设置有无源电子标签，所述装置包括移动组件、驱动组件以及设置于所述移动组件的定位组件，所述定位组件包括RFID检测模块、控制模块以及方向检测模块，所述RFID检测模块用于检测各所述子网格对应的所述无源电子标签，所述装置通过所述方向检测模块沿所述子网格朝向相邻所述子网格移动。

2.根据权利要求1所述的一种室内定位装置，其特征在于，还包括设置于所述移动组件的避障组件，所述避障组件与所述驱动组件电连接。

3.根据权利要求2所述的一种室内定位装置，其特征在于，所述避障组件包括超声波模块以及接收超声波的接收模块。

4.根据权利要求3所述的一种室内定位装置，其特征在于，所述超声波模块具有多个，多个所述超声波模块环绕所述装置周向等分设置。

5.根据权利要求1所述的一种室内定位装置，其特征在于，还包括设置于所述移动组件顶端的摄像组件，所述摄像组件与所述驱动组件电连接。

6.根据权利要求1所述的一种室内定位装置，其特征在于，所述控制模块为STM32单片机。

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