室内定位系统及方法
【专利说明】室内定位系统及方法 【技术领域】
[0001] 本发明设及定位领域，尤其设及一种室内定位系統及方法。 【【背景技术】】
[0002] 近年来移动互联网迅速发展，数据和多媒体业务快速增加，人们对于室内定位的 需求日益增加。室内定位对于城市居民来说越来越重要，例如在大型超市，通过获得消费者 个人位置信息和目标商品位置信息，进行路线指引，实现智能导购;在突发灾难中，通过室 内定位，引导救援人员W最快速度解救大楼内被困人员；在医院里，病人的监控W及医疗设 备的管理等。实现低成本且高精度的室内定位，具有非常重要的现实意义。现有室内定位的 技术如BT技术、IR技术、WiFi技术、RFID技术等相关技术都存在较大的缺陷。例如对于复杂 的空间环境，BT系统的稳定性较差，受噪声信号干扰大；IR技术只适合短距离传播且无阻 挡，容易被巧光灯或者房间内的灯光干扰;WiFi很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精 度，定位器的功耗也较高;RFID定位技术作用距离短，安全性低且不便于整合到移动设备 中。运些技术有一个共同的缺点，精度不高、稳定性差、易受干扰。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明要解决的技术问题如何提供一种抗干扰能力强、精度高、稳定性好的室内 定位系統，能够对监控区域内的待定位设备进行精确地定位。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供W下技术方案
[0005] -方面，本发明提供一种室内定位系統，所述室内定位系統系统包括控制台、UWB 传感器及UWB标签，所述控制台与所述UWB传感器和所述UWB标签通信连接，所述UWB传感器 安装于一监控区域的不同位置，所述UWB标签包括一定位单元，所述定位单元包括:侦测模 块，用于侦测所述UWB标签周围是否有UWB传感器;获取模块，用于在所述UWB标签进入所述 监控区域时，获取所述UWB传感器的识别码;统计模块，用于根据所述UWB传感器的识别码统 计可W与所述UWB标签通信的UWB传感器的数量;测距模块，用于在所述数量达到预设值时， 测量同时与所述UWB标签通信的UWB传感器与所述UWB标签通信之间的距离;定位模块，用于 根据所述UWB传感器在所述监控区域的位置或所述UWB传感器与所述UWB标签之间的距离， 确定所述UWB标签的位置。
[0006] 另一方面，本发明提供一种室内定位方法，所述室内定位方法应用于一室内定位 系统中，所述室内定位系统包括控制台、UWB传感器及UWB标签，所述控制台与所述UWB传感 器和所述UWB标签通信连接，所述UWB传感器安装于一监控区域的不同位置，所述室内定位 方法包括:侦测步骤，侦测所述UWB标签周围是否有UWB传感器;获取步骤，在所述UWB标签进 入所述监控区域时，获取所述UWB传感器的识别码;统计步骤，根据所述UWB传感器的识别码 统计可W与所述UWB标签通信的UWB传感器的数量;测距步骤，在所述数量达到预设值时，测 量同时与所述UWB标签通信的UWB传感器与所述UWB标签通信之间的距离;定位步骤，根据所 述UWB传感器在所述监控区域的位置或所述UWB传感器与所述UWB标签之间的距离，确定所 述UWB标签的位置。
[0007]本发明的有益效果在于本发明结合UWB通信技术和=维定位技术，在待定位的UWB 标签进入监控区域时，利用预设的UWB传感器分别对所述UWB标签进行测距，计算每一个UWB 传感器与所述UWB标签的距离，进而根据所述距离来确定所述UWB标签的在所述监控区域的 位置。其中的算法简单，运算量少，对处理器的性能要求低，可直接在低功耗微处理器上实 现。 【【附图说明】】
[000引图1是本发明室内定位系統较佳实施例的硬件架构示意图。
[0009] 图2是UWB传感器与UWB标签的位置关系示意图。
[0010] 图3是本发明定位单元较佳实施例的功能模块图。
[0011] 图4是本发明室内定位方法较佳实施例的实施流程图。
[0012] 附图标记；
【【具体实施方式】】
[0014]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本发明，并不 用于限定本发明。
[001引实施例1
[0016]参阅图1所示，是本发明所述的室内定位系統100的硬件架构示意图。在本实施例 中，所述的室内定位系統100包括，但不仅限于，控制台1、传输网络2、UWB传感器3(Ultra Wide band:超宽带）、及UWB标签4等。所述的室内定位系統100用于在一监控区域200中实时 定位进入该监控区域200的UWB标签4的位置。所述监控区域200可W是一室内环境，例如某 一楼层的整个区域或者部分区域等。
[0017]所述控制台1可^是船11(1；[。1'0。0]11：1'〇1161'加；[1：，微控制单元）、〔？1](〔6]11：^1 Processing化it,中央处理器）、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器、机柜式服务器 或计算机等计算设备。该控制台1包括，但不仅限于，输入输出单元11、存储单元12、处理单 元13和通信单元14。所述输入输出单元11可W是按键式设备，例如鼠标、键盘及打印机等， 也可W是触控式设备，例如LCD (Liquid Oystal Display，液晶）触摸屏或OL抓(Organic Li曲t-Emitting Diode,有机发光二极管)触摸屏等。该输入输出单元11用于接收用户的输 入并根据用户的需求进行输出，例如接收用户输入的所述UWB传感器3的识别码然后输出该 UWB标签4在所述监控区域200内的=维空间坐标等。所述存储单元12可W是所述控制台1本 身的内存，也可W是SD卡（Secure Digital Card,安全数字卡）、SM卡（Sma;rt Media Card, 智能媒体卡)等外部存储设备，用于存储所述控制台I中安装的程序代码及各类数据，例如 所述UWB传感器3的识别码及=维空间坐标等。所述处理单元13用于运行所述存储单元12中 存储的程序代码及运算各类数据。所述通信单元14用于通过传输网络2与其他设备通信连 接，例如与所述UWB传感器3和UWB标签4通信连接等，传输网络2包括有线网络或者无线网 络，例如控制台1可通过USB有线连接和UWB标签4之间通信，W实现数据传输。在本实施例 中，所述控制台1通过传输网络2与安装于所述监控区域200不同位置的多个UWB传感器2和/ 或UWB标签4相连，W建立覆盖所述监控区域200的传感器侦测网络，实时侦测进入所述监控 区域200的UWB标签4。
[0018] 所述传输网络2可W是企业内部网（Intranet )、互联网（Internet )、全球移动通讯 系统（Global System of Mobile communication,GSM)、宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)等有线网络;也可W是Wi-Fi、蓝牙(BL肥TOOTH)通信标 准等无线网络。该传输网络2覆盖所述监控区域200,用于在所述控制台1与所述UWB传感器3 之间建立通信连接，W及在所述控制台1与所述UWB标签4之间建立通信连接，便于所述控制 台1与所述UWB传感器3进行数据传输和通信，W及所述控制台1与所述UWB标签4进行数据传 输和通信。
[0019]所述UWB传感器3包括，但不仅限于，一通信忍片及一 UWB信号收发器。所述通信忍 片用于和控制台1通信连接。所述UWB信号收发器用于向UWB传感器发送第一 UWB信号。所述 UWB传感器3安装于所述监控区域200中，其数量至少为四个。所述UWB传感器3被安装的位置 各不相同，例如分别安装于所述监控区域200东西南北四个方位不同的位置等，便于从不同 的位置侦测进入该监控区域200的UWB标签4。需要指出的是，在本实施例中，所述监控区域 200对应一空间坐标系，安装于该监控区域200的每一个所述UWB传感器3均被分配有一个= 维空间坐标。此外，安装于所述监控区域200的所有UWB传感器3之间还可W通过时间同步线 进行连接，用W使所有的UWB传感器3之间的时间保持同步，便于后文计算被进入所述监控 区域200的UWB标签4与UWB传感器3之间的距离值。
[0020]所述UWB标签4是与所述UWB传感器3配套使用的定位标签。该UWB标签4可W与待定 位的设备、宠物或者人绑定在一起，用W在该待定位的设备、宠物或者人进入所述监控区域 200后，与该监控区域200内的所述UWB传感器3进行通信。在本实施例中，所述