一种高精度绝对定位系统及其定位方法
【专利摘要】本发明提出了一种高精度绝对定位系统，包括移动端、M个定位挡板、定位终端，所述移动端包括发射板与接收板，所述发射板与接收板上对应设置N组发射器与接收器，所述N个接收器与分析控制器连接，所述分析控制器与无线发送模块电气连接；所述定位挡板上设置有N个定位点，所述定位点的位置与发射板上的发射器的位置互相对应；所述无线发送模块与定位终端无线连接，其中M≤2N-2；一种高精度绝对定位系统的定位方法，包括如下步骤：准备读取定位挡板值；判断是否符合读取条件；读取定位挡板信息；判断是否符合发送条件；将符合发送条件的值发送给客户端；客户端接收数据，解析数据信息；实现定位。本发明简化了定位的难度也降低了定位系统的成本。
【专利说明】一种高精度绝对定位系统及其定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位系统领域，特别是指一种高精度绝对定位系统及其定位方法。
【背景技术】
[0002]当前，定位系统是一种基于信号的无线电定位手段，主要模式有主动式和被动感应式。其中主动式分为AOA (到达角度定位)、TDOA (到达时间差定位)、TOA (到达时间)、Tff-TOF (双向飞行时间)、NFER (近场电磁测距)等，如UWB定位，这种技术手段的特点是定位精度高，不易受干扰；被动感应式采用基于信号强度的方法进行位置解算，主要为RSSI (信号强弱)等，如WIFI，RFID，Zigbee等，这种方式容易受到水，金属物等障碍物的影响，从而出现偏差，精度相对较低。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提出了一种高精度绝对定位系统及其定位方法。本发明提出的一种高精度绝对定位系统及其定位方法，可以实现运动中的物体的绝对定位，简化了定位的难度也降低了定位系统的成本。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]一种高精度绝对定位系统，包括安装在需要定位的载体上的移动端、M个安装在需要定位处的定位挡板、接收移动端的定位数据并显示定位位置的定位终端，
[0006]所述移动端包括互相平行设置的发射板与接收板，所述发射板与接收板上对应设置N组发射器与接收器，所述N个发射器安装在发射板上，所述N个发射器分别与发射器供电电源电气连接；所述N个接收器安装在接收板上，所述N个接收器分别与接收器供电电源电气连接，所述N个接收器分别与分析控制器连接，所述分析控制器与无线发送模块电气连接；
[0007]所述定位挡板上设置有N个定位点，所述定位点的位置与发射板上的发射器的位置互相对应，通过将不同的定位点设置成封闭或者通孔状态来区分不同的定位处，其中，第一个定位点与最后一个定位点为封闭状态；
[0008]所述定位终端包括无线接收装置、数据库服务器、显示装置，所述无线接收装置与数据库服务器电气连接，所述数据库服务器与显示器电气连接，所述无线接收装置与无线发送模块无线连接；其中M ( 2n_2。
[0009]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述定位挡板上的定位点之间的间距为
3?8cm。
[0010]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述分析控制器为PLC板。
[0011]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述PLC板每秒向接收器读取1000?5000次接收信息。反应速度快，可以在毫秒级时间内读出定位挡板信息，解析读到的信息，来实现定位。
[0012]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述无线接收装置为路由器。[0013]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述发射器为红外光源发射器，所述接收器为光电传感器。
[0014]一种高精度绝对定位系统的定位方法，在需要定位处设置定位挡板，不同定位处的定位挡板上的N个定位点设置通孔的状态不同，包括如下步骤:
[0015]SI,准备读取定位挡板值；
[0016]S2，判断是否符合读取条件，如果是，至步骤S3，如果否，至步骤SI ；
[0017]S3，读取定位挡板信息；
[0018]S4,判断是否符合发送条件,如果是,至步骤S5,如果否,至步骤SI ；
[0019]S5，将符合发送条件的值发送给客户端；
[0020]S6，客户端接收数据，解析数据信息；
[0021]S7，实现定位；
[0022]S8，结束。
[0023]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S2中判断是否符合读取条件为=PLC板根据接收器收到的光强与标准值作对比，低于标准值则记为0，高于标准值记为1，得到一组由组成的字符串，其中第一位和最后一位为校验位，当第一位和最后一位均为O时，符合读取条件。
[0024]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S4中判断是否符合发送条件为:接收器接收到的光强对应的字符串中，当第一位和最后一位由同时为O变为任意一位为I时，符合发送条件。
[0025]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S6中解析数据信息为:将由组成的字符串与数据库服务器中存储的信息进行比对，查找与之对应的定位挡板的信息，通过确定定位挡板的位置来确定载体的位置。
[0026]本发明解决了现有定位系统的实用性和可行性上的限制，使用本发明提出的一种高精度绝对定位系统只需将挡光板放在所需要知道的位置，不需要测距离、测角度，也不需要通过收到信号的强度来判断位置。相对于现有的定位系统，简化了定位的难度也降低了定位系统的成本。
[0027]本发明可以实现运动中的物体的绝对定位。每块挡板定义不同的信息，固定在要定位的位置上，把光电传感器固定在运动的物体上，使物体在移动的过程中可以扫到挡板的信息，这样，只要扫到挡板，即可返回数据，根据返回值，查找定义好的挡板信息，确定物体的位置。本发明定位精确度高，精度为2mm。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本发明一种闻精度绝对定位系统中移动端的连接关系图；
[0030]图2为本发明一种高精度绝对定位系统中定位挡板、发射板、接收板位置对应时的结构不意图；[0031]图3为本发明一种高精度绝对定位系统中定位挡板的结构示意图；
[0032]图4为本发明一种高精度绝对定位系统中定位终端的结构框图；
[0033]图5为本发明一种高精度绝对定位系统的定位方法的流程图。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]如图1-4所示，一种高精度绝对定位系统，包括安装在需要定位的载体上的移动端、M个安装在需要定位处的定位挡板200、接收移动端的定位数据并显示定位位置的定位终端。
[0036]所述移动端包括互相平行设置的发射板110与接收板120，所述发射板110与接收板120上对应设置N组发射器111与接收器121，所述N个发射器111安装在发射板110上，所述N个发射器111分别与发射器供电电源电气连接；所述发射器供电电源为3?5v供电电源；所述N个接收器121安装在接收板120上，所述N个接收器121分别与接收器供电电源电气连接，所述N个接收器121分别与分析控制器130连接，所述分析控制器130与无线发送模块140电气连接；所述发射器111为红外光源发射器，所述接收器121为光电传感器。
[0037]所述定位挡板200上设置有N个定位点210，所述定位点210的位置与发射板110上的发射器111的位置互相对应，通过将不同的定位点210设置成封闭或者通孔状态来区分不同的定位处，图中黑色的定位点210表示设置成封闭状态的定位点，图中空白的定位点210表示设置成通孔状态的定位点；其中，第一个定位点211与最后一个定位点212为封闭状态；红外光源发射器和接收器是一一对应的，当中间有定位挡板200的时候，定位挡板200由于定位点210有的是通孔，有的是封闭状态，所以是有的透光，有的不透光，那么接收器120就会有的能接收到信号，有的接收不到。接收器120中能接收到信号的记为1，不能接收到信号的记为0，那么会得到一串由O和I组成的数字，第一位和最后一位为校验位，当第一位和最后一位都为O的时候记录挡板的数据信息；当第一位和最后一位由同时为O变为任意一位为I的时候，则把之前记录的第一位和最后一位都为O时的挡板信息数据发送给定位终端，当定位终端接收到信息后，进行解析，在数据库服务器中查询当前信息对应的定位挡板的位置，输出位置信息。
[0038]所述定位终端包括无线接收装置310、数据库服务器320、显示装置330，所述无线接收装置310与数据库服务器320电气连接，所述数据库服务器320与显示器330电气连接，所述无线接收装置310与无线发送模块140无线连接；其中M ( 2n_2。
[0039]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述定位挡板200上的定位点之210间的间距为3?8cm。定位点210之间的距离越小，定位数据越准确。
[0040]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述分析控制器130为PLC板。所述PLC板每秒向接收器读取1000?5000次接收信息。
[0041]上述的一种高精度绝对定位系统，其中，所述无线接收装置310为路由器。[0042]如图5所示，一种高精度绝对定位系统的定位方法，在需要定位处设置定位挡板，不同定位处的定位挡板上的N个定位点设置通孔的状态不同，定位挡板的信息和位置信息是在数据库服务器中对应记录好的，包括如下步骤:
[0043]SI,准备读取定位挡板值；
[0044]S2，判断是否符合读取条件，如果是，至步骤S3，如果否，至步骤SI ；
[0045]S3，读取定位挡板信息；
[0046]S4,判断是否符合发送条件,如果是,至步骤S5,如果否,至步骤SI ；
[0047]S5，将符合发送条件的值发送给客户端；
[0048]S6，客户端接收数据，解析数据信息；
[0049]S7，实现定位；
[0050]S8，结束。
[0051]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S2中判断是否符合读取条件为=PLC板根据接收器收到的光强与标准值作对比，低于标准值即对应定位挡板上的定位点处为封闭状态则记为0，高于标准值即对应定位挡板上的定位点处为通孔状态记为1，得到一组由组成的字符串，其中第一位和最后一位为校验位，当第一位和最后一位均为O时，符合读取条件。
[0052]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S4中判断是否符合发送条件为:接收器接收到的光强对应的字符串中，当第一位和最后一位由同时为O变为任意一位为I时，符合发送条件。
[0053]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S6中解析数据信息为:将由组成的字符串与数据库服务器中存储的信息进行比对，查找与之对应的定位挡板的信息，通过确定定位挡板的位置来确定载体的位置。
[0054]实施例一
[0055]本发明的一种高精度绝对定位系统，应用在密集库、物流仓储等有限空间内，包括移动端、定位挡板、定位终端。密集库、物流仓储等内部设置固定的载物小车及小车运行轨道，所述定位挡板安装在轨道上需要定位的位置，所述移动端安装在小车上，由于小车运行轨道是已定的，所以，在保证了定位挡板的高度与发射板和接收板的高度一致，定位挡板上的定位点、发射板上的发射器、接收板上的接收器的相对位置一致的前提下，只需要调节好定位挡板的高度及移动端的安装位置，即可保证小车在移动过程中，定位挡板一定可以穿过移动端中互相平行的发射板与接收板，并且即存在符合读取条件的状态，又存在符合发送条件的状态。
[0056]所述定位挡板上设置15个定位点,所述定位点之间的间距为5cm。其中第一个定位点与最后一个定位点设置成封闭状态，其余定位点根据不同的位置，设置不同的通孔状态、封闭状态的排列组合，这样，可以有213=8192个排列组合，即可以设置不超过8192个定位位置，并将每一个定位位置处的定位挡板上的瞳孔状态、封闭状态的排列组合与定位位置一一对应的存储在数据库服务器中。
[0057]所述移动端包括互相平行设置的发射板与接收板，所述发射板与接收板上对应设置15组发射器与接收器，所述15个发射器安装在发射板上，所述15个发射器分别与发射器供电电源电气连接；所述15个接收器安装在接收板上，所述15个接收器分别与接收器供电电源电气连接，所述15个接收器分别与PLC板连接，所述PLC板与无线发送模块电气连接。
[0058]所述定位终端包括路由器、PC机，PC机即可满足数据库服务器的要求，又具有显示装置的功能，所述路由器与PC机连接，所述PC机通过路由器接收移动端上的无线发送模块发送来的数据并在数据库服务器中进行查找，以确定记录好的定位挡板的位置信息，然后输出该位置信息。
[0059]本实施例中的一种高精度绝对定位系统的定位方法，包括如下步骤:
[0060]SI,准备读取定位挡板值；
[0061]S2，判断是否符合读取条件，如果是，至步骤S3，如果否，至步骤SI ；
[0062]S3，读取定位挡板信息；
[0063]S4，判断是否付合发送条件，如果是，至步骤S5，如果否，至步骤SI ；
[0064]S5,将符合发送条件的值发送给客户端；
[0065]S6，客户端接收数据，解析数据信息；
[0066]S7，实现定位；
[0067]S8，结束。
[0068]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S2中判断是否符合读取条件为=PLC板根据接收器收到的光强与标准值作对比，低于标准值即对应定位挡板上的定位点处为封闭状态则记为0，高于标准值即对应定位挡板上的定位点处为通孔状态记为1，得到一组由组成的字符串，其中第一位和最后一位为校验位，当第一位和最后一位均为O时，符合读取条件。
[0069]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S4中判断是否符合发送条件为:接收器接收到的光强对应的字符串中，当第一位和最后一位由同时为O变为任意一位为I时，符合发送条件。
[0070]上述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其中，所述步骤S6中解析数据信息为:将由组成的字符串与数据库服务器中的信息进行比对，查找与之对应的定位挡板的信息，通过确定定位挡板的位置来确定载体的位置。
[0071]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
【权利要求】
1.一种高精度绝对定位系统，其特征在于，包括安装在需要定位的载体上的移动端、M个安装在需要定位处的定位挡板、接收移动端的定位数据并显示定位位置的定位终端， 所述移动端包括互相平行设置的发射板与接收板，所述发射板与接收板上对应设置N组发射器与接收器，所述N个发射器安装在发射板上，所述N个发射器分别与发射器供电电源电气连接；所述N个接收器安装在接收板上，所述N个接收器分别与接收器供电电源电气连接，所述N个接收器与分析控制器连接，所述分析控制器与无线发送模块电气连接； 所述定位挡板上设置有N个定位点，所述定位点的位置与发射板上的发射器的位置互相对应，通过将不同的定位点设置成封闭或者通孔状态来区分不同的定位处，其中，第一个定位点与最后一个定位点为封闭状态； 所述定位终端包括无线接收装置、数据库服务器、显示装置，所述无线接收装置与数据库服务器电气连接，所述数据库服务器与显示器电气连接，所述无线接收装置与无线发送模块无线连接；其中MS 2n_2。
2.根据权利要求1所述的一种高精度绝对定位系统，其特征在于，所述定位挡板上的定位点之间的间距为3~8cm。
3.根据权利要求1所述的一种高精度绝对定位系统，其特征在于，所述分析控制器为PLC 板。
4.根据权利要求3所述的一种高精度绝对定位系统，其特征在于，所述PLC板每秒向接收器读取1000~5000次接收信息。
5.根据权利要求1所述的一种高精`度绝对定位系统，其特征在于，所述无线接收装置为路由器。
6.根据权利要求1所述的一种高精度绝对定位系统，其特征在于，所述发射器为红外光源发射器，所述接收器为光电传感器。
7.一种高精度绝对定位系统的定位方法，在需要定位处设置定位挡板，不同定位处的定位挡板上的N个定位点设置通孔的状态不同，其特征在于，包括如下步骤: SI,准备读取定位挡板值； S2，判断是否符合读取条件，如果是，至步骤S3，如果否，至步骤SI ； S3,读取定位挡板信息； S4，判断是否符合发送条件，如果是，至步骤S5，如果否，至步骤SI ； S5，将符合发送条件的值发送给客户端； S6，客户端接收数据，解析数据信息； S7，实现定位； S8，结束。
8.根据权利要求7所述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其特征在于，所述步骤S2中判断是否符合读取条件为:PLC板根据接收器收到的光强与标准值作对比，低于标准值则记为0，高于标准值记为1，得到一组由组成的字符串，其中第一位和最后一位为校验位，当第一位和最后一位均为O时，符合读取条件。
9.根据权利要求8所述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其特征在于，所述步骤S4中判断是否符合发送条件为:接收器接收到的光强对应的字符串中，当第一位和最后一位由同时为O变为任意一位为I时,符合发送条件。
10.根据权利要求9所述的一种高精度绝对定位系统的定位方法，其特征在于，所述步骤S6中解析数据信息为:将由组成的字符串与数据库服务器中存储的信息进行比对，查找与之对应的定位挡板`的信息，通过确定定位挡板的位置来确定载体的位置。
【文档编号】G01S5/16GK103777176SQ201410035782
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】李敬彬, 许庆波, 郝明国, 钱佳, 代丽丽, 朱隽鸿 申请人:上海速锐信息技术有限公司