物体的目标定位方法及定位设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供的物体的目标定位方法，包括本地物体的至少三个信号接收装置中的每个都接收目标物体的信号发射装置发送的无线信号；根据所述至少三个信号接收装置各自接收到的无线信号分别计算出目标物体与相对应信号接收装置的距离；根据所述至少三个信号接收装置的各信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置以及目标物体与各信号接收装置的距离确定目标物体在本地物体坐标系中的坐标位置，并确定目标物体与本地物体之间的相对坐标关系；根据本地物体在地图坐标系中的坐标位置以及目标物体与本地物体的相对坐标关系计算出目标物体在地图坐标系中的坐标位置。本发明还提供了物体的目标定位设备。采用本发明，可以实现目标物体的定位。
【专利说明】物体的目标定位方法及定位设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及定位【技术领域】，更具体地，涉及一种物体的目标定位方法以及物体的 目标定位系统。
【背景技术】
[0002] 目前，导航和定位主要基于地图的方法，即在预先生成的地图中存储了一定区域 范围内的地理位置的信息。现有对物体的定位方法主要利用物体相对于多个无线信号发射 点的距离，通过一定算法解算出物体相对于信号发射点所在坐标系的坐标，然后根据与某 预定地图的对应，确定实现物体的实际位置，实现定位。这种方法，要求无线信号发射点个 数至少3个，在少于3个数则无法实现定位。这种方法需要地图预先生成和更新，然而实际 应用中由于地理信息的改变，使得当地图更新不及时时会对导航和定位带来误差，而且，对 于运动的目标物体或本地物体，该种方法也不能实现定位。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种与现有物体定位方法不同的物体的目标定位方法以及定位设 备。
[0004] 根据本发明的一方面，提供了一种物体的目标定位方法，其中，目标物体上配置有 一个信号发射装置，本地物体上配置具有确定位置相对关系的至少三个信号接收装置，所 述定位方法包括以下步骤：
[0005] 步骤1，本地物体的至少三个信号接收装置中的每个都接收目标物体的信号发射 装置发送的无线信号；
[0006] 步骤2,根据所述至少三个信号接收装置各自接收到的无线信号分别计算出目标 物体与相对应信号接收装置的距离；
[0007] 步骤3,根据所述至少三个信号接收装置的各信号接收装置在本地物体坐标系中 的坐标位置以及目标物体与各信号接收装置的距离确定目标物体在本地物体坐标系中的 坐标位置，并确定目标物体与本地物体之间的相对坐标关系；
[0008] 步骤4,根据本地物体在地图坐标系中的坐标位置以及目标物体与本地物体的相 对坐标关系计算出目标物体在地图坐标系中的坐标位置。
[0009] 可选地，所述至少三个信号接收装置包括第一、第二和第三信号接收装置，并且根 据以下公式来确定目标物体在物体坐标系中的坐标位置：
【权利要求】
1. 一种物体的目标定位方法，其中，目标物体上配置有一个信号发射装置，本地物体上 配置具有确定位置相对关系的至少三个信号接收装置，所述定位方法包括以下步骤： 步骤1，本地物体的至少三个信号接收装置中的每个都接收目标物体的信号发射装置 发送的无线信号； 步骤2,根据所述至少三个信号接收装置各自接收到的无线信号分别计算出目标物体 与相对应信号接收装置的距离； 步骤3,根据所述至少三个信号接收装置的各信号接收装置在本地物体坐标系中的坐 标位置以及目标物体与各信号接收装置的距离确定目标物体在本地物体坐标系中的坐标 位置，并确定目标物体与本地物体之间的相对坐标关系； 步骤4,根据本地物体在地图坐标系中的坐标位置以及目标物体与本地物体的相对坐 标关系计算出目标物体在地图坐标系中的坐标位置。
2. 根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述至少三个信号接收装置包括第 一、第二和第三信号接收装置，并且根据以下公式来确定目标物体在物体坐标系中的坐标 位置：
其中，表示目标物体在本地物体坐标系中的坐标位置，（xa，ya，za)表示第一 信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置，da表示第一信号接收装置与目标物体的距 离，（xb，yb，zb)表示第二信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置，db表示第二信号接 收装置与目标物体的距离，（x。，y。，z。）表示第三信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标 位置，d。表示第三信号接收装置与目标物体的距离。
3. 根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，目标物体为运动的物体； 根据所述至少三个信号接收装置在第一时刻和第二时刻接收到的无线信号分别计算 目标物体在第一时刻和第二时刻与各信号接收装置的距离； 根据各信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置以及所述目标物体在第一时刻 和第二时刻与各信号接收装置的距离确定目标物体在第一时刻和第二时刻在本地物体坐 标系中的坐标位置，并确定目标物体在第一时刻和第二时刻与本地物体之间的相对坐标关 系； 根据本地物体在地图坐标系中的坐标位置以及目标物体在第一时刻和第二时刻与本 地物体的相对坐标关系计算出目标物体在第一时刻和第二时刻在地图坐标系中的实时坐 标位置。
4. 根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，本地物体上还配置有导航装置， 所述方法还包括： 步骤5,由导航装置确定本地物体在地图坐标系中的坐标位置； 其中，步骤3和步骤4可以由以下步骤替换： 步骤6,根据各信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置、各信号接收装置之间的 位置相对关系，以及本地物体在地图坐标系中的坐标位置计算出各信号接收装置在地图坐 标系中的坐标位置； 步骤7,根据目标物体与各信号接收装置的距离以及各信号接收装置在地图坐标系中 的坐标位置确定目标物体在地图坐标系中的坐标位置。
5. 根据权利要求1或4所述的定位方法，其特征在于： 本地物体运动时，根据在某一时刻to目标物体与本地物体的相对坐标关系以及由所 述导航装置确定的本地物体在时刻to在地图坐标系中的坐标位置计算出目标物体在时刻 to在地图坐标系中的坐标位置；或者， 本地物体运动时，根据由所述导航装置确定的在时刻to本地物体在地图坐标系中的 坐标位置得到在时刻to各信号接收装置在地图坐标系中的坐标位置，并根据在时刻to目 标物体与各信号接收装置的距离以及各信号接收装置在地图坐标系中的坐标位置确定目 标物体在时刻to在地图坐标系中的坐标位置。
6. -种物体的目标定位设备，包括： 配置在本地物体上、具有确定位置相对关系的至少三个信号接收装置，每个都接收目 标物体的信号发射装置发送的无线信号； 定位模块，用于执行以下功能： 根据所述至少三个信号接收装置各自接收到的无线信号分别计算出目标物体与相对 应信号接收装置的距离； 根据本地物体的各信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置以及目标物体与各 信号接收装置的距离确定目标物体在本地物体坐标系中的坐标位置，并确定目标物体与本 地物体之间的相对坐标关系； 根据本地物体在地图坐标系中的坐标位置以及目标物体与本地物体的相对坐标关系 计算出目标物体在地图坐标系中的坐标位置。
7. 根据权利要求6所述的定位设备，其特征在于： 所述至少三个信号接收装置包括第一、第二和第三信号接收装置； 所述定位模块用于根据以下公式来确定目标物体在物体坐标系中的坐标位置：
其中，表示目标物体在本地物体坐标系中的坐标位置，（xa，ya，za)表示第一 信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置，da表示第一信号接收装置与目标物体的距 离，（xb，yb，zb)表示第二信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置，db表示第二信号接 收装置与目标物体的距离，（x。，y。，z。）表示第三信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标 位置，d。表示第三信号接收装置与目标物体的距离。
8. 根据权利要求6所述的定位设备，其特征在于，目标物体为运动的物体； 所述定位模块还用于执行以下功能： 根据所述至少三个信号接收装置在第一时刻和第二时刻接收到的无线信号分别计算 目标物体在第一时刻和第二时刻与各信号接收装置的距离； 根据各信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置以及所述目标物体在第一时刻 和第二时刻与各信号接收装置的距离确定目标物体在第一时刻和第二时刻在本地物体坐 标系中的坐标位置，并确定目标物体在第一时刻和第二时刻与本地物体之间的相对坐标关 系； 根据本地物体在地图坐标系中的坐标位置以及目标物体在第一时刻和第二时刻与本 地物体的相对坐标关系计算出目标物体在第一时刻和第二时刻在地图坐标系中的实时坐 标位置。
9. 根据权利要求6所述的定位设备，其特征在于： 所述定位设备还包括配置在本地物体上的导航装置，用于确定本地物体在地图坐标系 中的坐标位置； 所述定位模块还用于执行以下功能： 根据各信号接收装置在本地物体坐标系中的坐标位置、各信号接收装置之间的位置相 对关系，以及本地物体在地图坐标系中的坐标位置计算出各信号接收装置在地图坐标系中 的坐标位置； 根据目标物体与各信号接收装置的距离以及各信号接收装置在地图坐标系中的坐标 位置确定目标物体在地图坐标系中的坐标位置。
10. 根据权利要求6或9所述的定位设备，其特征在于，所述定位模块还用于在本地物 体运动时，根据在某一时刻to目标物体与本地物体的相对坐标关系以及由所述导航装置 确定的本地物体在时刻to在地图坐标系中的坐标位置计算出目标物体在时刻to在地图坐 标系中的坐标位置；或者， 本地物体运动时，根据由所述导航装置确定的在时刻to本地物体在地图坐标系中的 坐标位置得到在时刻to各信号接收装置在地图坐标系中的坐标位置，并根据在时刻to目 标物体与各信号接收装置的距离以及各信号接收装置在地图坐标系中的坐标位置确定目 标物体在时刻to在地图坐标系中的坐标位置。
【文档编号】G01S5/06GK104407324SQ201410742547
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】张廷凯 申请人:歌尔声学股份有限公司