定位系统和方法与流程

文档序号:33170168发布日期:2023-02-04 02:23阅读:68来源:国知局
定位系统和方法与流程

1.本公开涉及定位技术领域,具体地,涉及一种定位系统和方法。


背景技术:

2.uwb(ultra wide band,超宽带)定位技术与传统的gps(global positioning system,全球定位系统)定位技术相比,具有系统复杂度低、定位精度高、抗干扰能力强等优点,非常适用于室内或地铁等封闭场所,因此uwb定位技术得到了较为广泛的应用。
3.uwb定位系统可以由多个基站和多个目标设备组成,为了实现厘米级的高定位精度,在uwb定位系统中,一般要求多个基站之间进行时间同步,而时间同步需要通过时钟同步服务器完成,系统复杂度高,成本较高。


技术实现要素:

4.本公开的目的是提供一种定位系统和方法,以解决相关技术中存在的上述问题。
5.为了实现上述目的,本公开的第一方面提供了一种定位系统,所述系统包括目标设备和多个基站,所述多个基站包括主基站和多个从基站,所述多个从基站至少包括第一从基站和第二从基站,所述目标设备分别与所述主基站和多个所述从基站相连接,所述主基站与所述第一从基站相连接,多个所述从基站之间按照预设同步顺序串行连接,所述预设同步顺序用于表征预设的所述从基站依次接收所述同步消息的顺序,所述第一从基站为根据所述预设同步顺序从所述主基站接收所述同步消息的从基站;所述第二从基站为根据所述预设同步顺序从所述第一从基站接收所述同步消息的从基站;其中:
6.所述主基站,用于向所述目标设备发送第一定位信息,并向所述第一从基站发送同步消息;
7.所述第一从基站,用于接收所述主基站发送的所述同步消息,根据所述同步消息向所述目标设备发送第二定位信息,并将所述同步消息转发至第二从基站;
8.所述第二从基站,用于接收所述第一从基站转发的所述同步消息,根据所述同步消息向所述目标设备发送所述第二定位信息;
9.所述目标设备,用于获取接收到所述第一定位信息的第一时间、以及接收到所述第二定位信息的第二时间;根据预设站间时延、预设基站位置、所述第一时间和所述第二时间,获取所述目标设备的位置信息;其中,所述预设站间定位时延表征所述多个基站中任意两个基站向所述目标设备发送定位信息的时间差,所述预设基站位置包括预先设置的每个所述基站的位置信息。
10.可选地,所述第二从基站,还用于根据所述预设同步顺序确定是否存在位于所述第二从基站之后的第三从基站,在存在该第三从基站的情况下,将所述同步消息转发至该第三从基站,以便所述第三从基站根据所述同步消息向所述目标设备发送所述第二定位信息。
11.可选地,所述第一定位信息、所述第二定位信息和所述同步消息中均包含定位信
息标识,所述定位信息标识用于表征多个定位信息和同步消息的发送周期;
12.所述主基站,用于周期性向所述目标设备发送第一定位信息,以及向所述第一从基站发送同步消息,其中,相同周期发送的同步消息和第一定位信息中的定位信息标识相同;不同周期发送的第一定位信息的定位信息标识不同;
13.所述第一从基站,用于根据所述主基站发送的所述同步消息,获取所述定位信息标识,并根据所述定位信息标识向所述目标设备发送第二定位信息,以及将所述同步消息转发至所述第二从基站;
14.所述第二从基站,用于根据所述第一从基站转发的所述同步消息,获取所述定位信息标识,并根据所述定位信息标识向所述目标设备发送第二定位信息;
15.所述目标设备,用于在接收到的所述第一定位信息的定位信息标识和所述第二定位信息的定位信息标识相同的情况下,根据所述预设站间时延、所述预设基站位置、所述第一时间和所述第二时间,获取所述目标设备的位置信息。
16.可选地,所述系统还包括服务器,所述服务器与所述基站相连接,其中:
17.所述目标设备,还用于在获取所述位置信息的情况下,在第一预设上报时间内向所述基站广播所述位置信息;
18.所述多个基站,用于在所述基站对应的第二预设上报时间内接收所述位置信息,并将所述位置信息转发至服务器,所述第二预设上报时间包含所述第一预设上报时间;
19.所述服务器,用于接收所述基站转发的所述位置信息,并保存所述目标设备与位置信息的对应关系。
20.可选地,所述位置信息包括信息标识,所述目标设备在不同周期获取的位置信息对应的信息标识不同。
21.可选地,所述目标设备为多个,多个目标设备对应不同的设备标识,其中:
22.所述目标设备,还用于根据每个目标设备的所述设备标识确定所述第一预设上报时间,不同的设备标识对应不同的第一预设上报时间。
23.可选地,所述目标设备通过第一网络与所述多个基站相连接,所述多个基站之间通过第二网络相连接。
24.第二方面,本公开提供了一种定位方法,应用于定位系统,所述定位系统包括目标设备和多个基站,所述多个基站包括主基站和多个从基站,所述多个从基站至少包括第一从基站和第二从基站,所述目标设备分别与所述主基站和多个所述从基站相连接,所述主基站与所述第一从基站相连接,多个所述从基站之间按照预设同步顺序串行连接,所述预设同步顺序用于表征预设的所述从基站依次接收所述同步消息的顺序,所述第一从基站为根据所述预设同步顺序从所述主基站接收所述同步消息的从基站;所述第二从基站为根据所述预设同步顺序从所述第一从基站接收所述同步消息的从基站;所述方法包括:
25.所述主基站向所述目标设备发送第一定位信息;并向所述第一从基站发送同步消息;
26.所述第一从基站接收所述主基站发送的所述同步消息,根据所述同步消息向所述目标设备发送第二定位信息,并将所述同步消息转发至第二从基站;
27.所述第二从基站接收所述第一从基站转发的所述同步消息,根据所述同步消息向所述目标设备发送所述第二定位信息;
28.所述目标设备获取接收到所述第一定位信息的第一时间、以及接收到所述第二定位信息的第二时间;
29.所述目标设备根据预设站间时延、预设基站位置、所述第一时间和所述第二时间,获取所述目标设备的位置信息;其中,所述预设站间定位时延表征所述多个基站中任意两个基站向所述目标设备发送定位信息的时间差,所述预设基站位置包括预先设置的每个所述基站的位置信息。
30.可选地,所述第一定位信息、所述第二定位信息和所述同步消息中均包含定位信息标识;所述主基站向所述目标设备发送第一定位信息,并向所述第一从基站发送同步消息包括:
31.所述主基站周期性向所述目标设备发送第一定位信息,以及向所述第一从基站发送同步消息,其中,相同周期发送的同步消息和第一定位信息中的定位信息标识相同;不同周期发送的第一定位信息的定位信息标识不同;
32.所述第一从基站接收所述主基站发送的所述同步消息,根据所述同步消息向所述目标设备发送第二定位信息,并将所述同步消息转发至第二从基站包括:
33.所述第一从基站根据所述主基站发送的所述同步消息,获取所述定位信息标识,并根据所述定位信息标识向所述目标设备发送第二定位信息,以及将所述同步消息转发至所述第二从基站;
34.所述第二从基站接收所述第一从基站转发的所述同步消息,根据所述同步消息向所述目标设备发送所述第二定位信息包括:
35.所述第二从基站根据所述第一从基站转发的所述同步消息,获取所述定位信息标识,并根据所述定位信息标识向所述目标设备发送第二定位信息;
36.所述目标设备根据预设站间时延、预设基站位置、所述第一时间和所述第二时间,获取所述目标设备的位置信息包括:
37.所述目标设备在接收到的所述第一定位信息的定位信息标识和所述第二定位信息的定位信息标识相同的情况下,根据所述预设站间时延、所述预设基站位置、所述第一时间和所述第二时间,获取所述目标设备的位置信息。
38.可选地,所述定位系统还包括服务器,所述服务器与所述基站相连接,所述方法还包括:
39.所述目标设备在获取所述位置信息的情况下,在第一预设上报时间内向所述基站广播所述位置信息;
40.所述多个基站在所述基站对应的第二预设上报时间内接收所述位置信息,并将所述位置信息转发至服务器,所述第二预设上报时间包含所述第一预设上报时间;
41.所述服务器接收所述基站转发的所述位置信息,并保存所述目标设备与位置信息的对应关系。
42.采用上述技术方案,该定位系统,包括目标设备和多个基站,该多个基站包括主基站和多个从基站,该多个从基站至少包括第一从基站和第二从基站,该目标设备分别与该主基站和多个该从基站相连接,该主基站与该第一从基站相连接,多个该从基站之间按照预设同步顺序串行连接,该预设同步顺序用于表征预设的该从基站依次接收该同步消息的顺序,该第一从基站为根据该预设同步顺序从该主基站接收该同步消息的从基站;该第二
从基站为根据该预设同步顺序从该第一从基站接收该同步消息的从基站;主基站在目标设备发送第一定位消息的同时,根据多个该从基站的预设同步顺序,向第一从基站发送同步消息;该第一从基站,用于接收该主基站发送的该同步消息,根据该同步消息向该目标设备发送第二定位信息,并向第二从基站转发该同步消息;该第二从基站,用于接收该第一从基站转发的该同步消息,根据该同步消息向该目标设备发送该第二定位信息;该目标设备获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间;根据预设站间时延、预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息;其中,该预设站间定位时延表征该多个基站中任意两个基站向该目标设备发送定位信息的时间差,该预设基站位置包括预先设置的每个该基站的位置信息。这样,无需时钟同步服务器进行多个基站的时间同步,通过预设同步顺序、预设站间时延和同步消息,可以获取目标设备的位置信息,从而降低了定位系统的复杂度,节省了定位系统的成本。
43.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
44.附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
45.图1是本公开实施例提供的一种定位系统的结构示意图。
46.图2是本公开实施例提供的另一种定位系统的结构示意图。
47.图3是本公开实施例提供的一种定位方法的流程图。
具体实施方式
48.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
49.需要说明的是,在本公开中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序;术语“s101”、“s102”、“s201”、“s202”等用于区别步骤,而不必理解为按照特定的顺序或先后次序执行方法步骤;下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
50.首先,对本公开的应用场景进行说明。本公开可以应用于定位场景,特别是uwb定位系统。uwb定位系统可以由目标设备和多个基站组成,为了实现厘米级的高定位精度,uwb定位系统可以采用tdoa(time difference of arrival,到达时间差)进行精确定位。tdoa定位是一种利用时间差进行定位的方法。示例地,目标设备周期性发送blink信标信号,多个基站接收到该blink信标信号后,各个基站把接收到blink信标信号的时间转化为统一基准的时间,发送给上位机。上位机将多个基站接收到blink信标信号的时间两两相减得到多个时间差,根据基站的位置信息和时间差可以得到每个时间差对应的双曲线,可以将该多个双曲线相交的点作为目标设备所在的位置。
51.为了能够准确计算出接收到两个基站的blink信标信号之间的时间差,计算得到基准时间,需要各个基站以统一的时间基准向上位机上报基站接收到blink信标信号的时间。这样,就需要部署与每个基站相连接的统一的时钟同步服务器,以使得多个基站之间实现时间同步。从而导致定位系统的成本较高。
52.为了解决上述问题,本公开提供了一种定位系统和方法,该定位系统包括目标设备和多个基站,该多个基站包括主基站和多个从基站,该多个从基站至少包括第一从基站和第二从基站,该目标设备分别与该主基站和多个该从基站相连接,该主基站与该第一从基站相连接,多个从基站之间按照预设同步顺序串行连接,该预设同步顺序用于表征预设的该从基站依次接收同步消息的顺序,该第一从基站为根据该预设同步顺序从该主基站接收该同步消息的从基站;该第二从基站为根据该预设同步顺序从该第一从基站接收该同步消息的从基站;其中,主基站向目标设备发送第一定位消息,并向第一从基站发送同步消息,该同步消息按照预设同步顺序在多个从基站之间串行转发,收到该同步消息的从基站向目标设备发送第二定位消息;该目标设备获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间;根据预设站间时延、预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息。这样,无需时钟同步服务器进行多个基站的时间同步,通过预设同步顺序、预设站间时延和同步消息,可以获取目标设备的位置信息,从而降低了定位系统的复杂度,节省了定位系统的成本。
53.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。
54.图1是本公开实施例提供的一种定位系统的结构示意图,如图1所示,该定位系统包括目标设备101和多个基站102,该多个基站102包括主基站1020和多个从基站1021,该多个从基站1021至少包括第一从基站s1和第二从基站s2,该目标设备分别与该主基站和多个该从基站相连接,该主基站与该第一从基站相连接,多个该从基站之间按照预设同步顺序串行连接,该预设同步顺序用于表征预设的该从基站依次接收该同步消息的顺序,该第一从基站为根据该预设同步顺序从该主基站接收该同步消息的从基站;该第二从基站为根据该预设同步顺序从该第一从基站接收该同步消息的从基站;其中:
55.该主基站,用于向该目标设备发送第一定位信息,并向该第一从基站发送同步消息。
56.该第一从基站,用于接收该主基站发送的该同步消息,根据该同步消息向该目标设备发送第二定位信息,并向第二从基站转发该同步消息;
57.该第二从基站,用于接收该第一从基站转发的该同步消息,根据该同步消息向该目标设备发送该第二定位信息;
58.该目标设备,用于获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间;根据预设站间时延、预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息;其中,该预设站间定位时延表征该多个基站中任意两个基站向该目标设备发送定位信息的时间差,该时间差包括了两个基站之间物理传输时延和硬件处理时延,例如,该物理传输时延包括传输该同步消息的时间;硬件处理时延包括从基站接收并处理该同步消息,以及发送第二定位消息的时间;该预设基站位置包括预先设置的每个该基站的位置信息。
59.需要说明的是,该目标设备可以接收到多个第二定位消息,因此上述第二时间可以为多个。
60.示例地,上述定位系统可以为uwb定位系统;上述目标设备可以是uwb定位系统中的定位标签;上述第一定位信息和第二定位信息均可以为blink uwb脉冲信号;上述同步消息可以为ccp(capture、compare、pwm,捕获、比较、脉宽调制)脉冲。
61.进一步地,该第二从基站,还用于根据该预设同步顺序确定是否存在位于该第二从基站之后的第三从基站,在存在该第三从基站的情况下,将该同步消息转发至该第三从基站,以便该第三从基站根据该同步消息向该目标设备发送该第二定位信息。
62.以该定位系统的多个从基站包括第一从基站s1、第二从基站s2和第三从基站s3共三个从基站为例说明如下:
63.上述预设同步顺序可以为s1-》s2-》s3,也就是s1为接收主基站发送的同步消息的第一从基站。这样,该主基站可以在接收到定位启动信号的情况下,向目标设备发送第一定位信息;并同时向第一从基站s1发送同步消息。
64.第一从基站s1,接收到该同步消息后,可以向目标设备发送第二定位信息,并同时根据上述预设同步顺序向第二从基站s2发送同步消息;同样地,第二从基站s2接收到该同步消息后,可以向目标设备发送第二定位信息,并同时向第三从基站s3发送同步消息;第三从基站s3接收到该同步消息后,确定该第三从基站为预设同步顺序中的最后一级,则可以向目标设备发送第二定位信息。
65.需要说明的是,上述第一从基站s1、第二从基站s2和第三从基站s3发送第二定位消息的内容可以相同,也可以包括各自的基站标识。
66.在从基站为更多个的情况下,可以按照预设同步顺序依次将同步消息发送至整个网络中的从基站,每个从基站均可以向目标设备发送第二定位消息,并将同步消息发送至于该从基站相连接的下一从基站。
67.采用上述定位系统,包括目标设备和多个基站,该多个基站包括主基站和多个从基站,该多个从基站至少包括第一从基站和第二从基站,该目标设备分别与该主基站和多个该从基站相连接,该主基站与该第一从基站相连接,多个该从基站之间按照预设同步顺序串行连接,该预设同步顺序用于表征预设的该从基站依次接收该同步消息的顺序,该第一从基站为根据该预设同步顺序从该主基站接收该同步消息的从基站;该第二从基站为根据该预设同步顺序从该第一从基站接收该同步消息的从基站;主基站在向目标设备发送第一定位消息的同时,向第一从基站发送同步消息;该第一从基站,用于接收该主基站发送的该同步消息,根据该同步消息向该目标设备发送第二定位信息,并向第二从基站转发该同步消息;该第二从基站,用于接收该第一从基站转发的该同步消息,根据该同步消息向该目标设备发送该第二定位信息;该目标设备获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间;根据预设站间时延、预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息;其中,该预设站间定位时延表征该多个基站中任意两个基站向该目标设备发送定位信息的时间差,该预设基站位置包括预先设置的每个该基站的位置信息。这样,无需时钟同步服务器进行多个基站的时间同步,通过预设同步顺序、预设站间时延和同步消息,可以获取目标设备的位置信息,从而降低了定位系统的复杂度,节省了定位系统的成本。
68.进一步地,上述目标设备可以通过第一网络与该多个基站相连接,该多个基站之间通过第二网络相连接。
69.示例地,该第一网络可以为uwb网络,该第二网络可为有线网络或无线网络,例如2g、3g、4g、5g、wifi等网络。
70.这样,主基站可以通过第一网络向目标设备发送第一定位消息;从基站可以通过
第一网络向目标设备发送第二定位消息;主基站和从基站,以及多个从基站之间,可以通过第二网络发送或接收同步消息,无需占用用于定位的第一网络的资源,可以提高定位效率和可靠性。
71.在本公开的另一实施例中,上述主基站可以分别与多个从基站相连接,多个从基站之间也可以两两连接。示例地,所有基站均可以通过有线网络实现两两互连。
72.该主基站可以用于检测多个从基站的运行状态和通信状态,若目标从基站的运行状态或通信状态出现异常,则可以在预设同步顺序中将该目标从基站排除,获得新的预设同步顺序,并将该新的预设同步顺序发送至每个从基站。每个从基站均可以按照新的预设同步顺序执行上述转发同步消息的步骤。
73.这样,即使某个从基站发生故障,也能够确保其他基站之间仍然可以正常通信,从而提高了定位系统的可靠性。
74.在本公开的另一实施例中,上述第一定位信息、第二定位信息和同步消息中均可以包含定位信息标识,该定位信息标识可以用于区分上述定位信息和同步消息的发送周期,也就是,在预设时间段内的不同周期发送的第一定位信息的定位信息标识不同;每个周期发送的同步消息和第二定位信息中的定位信息标识与该周期发送的第一定位信息中的定位信息标识相同。
75.示例地,该定位信息标识可以从0开始,每个发送周期增加1,直到增加到n后,重新从0开始增加。这样,通过该定位信息标识可以区分不同的定位周期,可以避免不同周期的定位信息混用导致定位得到错误的位置信息。
76.该主基站,用于周期性向该目标设备发送第一定位信息,以及向第一从基站发送同步消息。该第一定位信息中可以包括定位信息标识和主基站标识;该同步消息中也可以包括定位信息标识,其中,在预设时间段内的不同周期发送的第一定位信息的定位信息标识不同;每个周期发送的同步消息中的定位信息标识与该周期发送的第一定位信息中的定位信息标识相同。
77.该第一从基站,用于根据该主基站发送的该同步消息,获取该定位信息标识,并根据该定位信息标识向该目标设备发送第二定位信息,以及将该同步消息转发至该第二从基站。该第二定位信息中也可以包括定位信息标识和从基站标识。
78.该第二从基站,用于根据该第一从基站转发的该同步消息,获取该定位信息标识,并根据该定位信息标识向该目标设备发送该第二定位信息。
79.该目标设备,用于获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间;在接收到的该第一定位信息的定位信息标识和该第二定位信息的定位信息标识相同的情况下,根据该预设站间时延、该预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息。
80.上述预设站间时延、预设基站位置均可以在目标设备中预先设置。
81.该预设基站位置包括预先设置的每个该基站的位置信息。
82.该预设站间定位时延表征该多个基站中任意两个基站向该目标设备发送定位信息的时间差,由于从基站均在接收到同步消息的情况下发送第二定位信息,因此该时间差包括了两个基站之间的物理传输时延和硬件处理时延;该物理传输时延包括传输该同步消息的时延;该硬件处理时延包括从基站接收并处理该同步消息,以及发送第二定位消息的
时延。该预设站间定位时延可以通过试验获取或校准。
83.示例地,该目标设备可以通过以下公式计算得到主基站p和第一从基站s1之间的到达时间差:
84.tdoa1=ft2-ft1-gaptime1;
85.其中,tdoa1表示主基站p和第一从基站s1之间的到达时间差,ft1表示目标设备接收到主基站发送的第一定位信息的第一时间,ft2表示目标设备接收到第一从基站发送的第二定位信息的第二时间,gaptime1表示主基站p和第一从基站s1之间的预设站间时延。
86.同样地,该目标设备可以通过以下公式计算得到第二从基站s2和第三从基站s3之间的到达时间差:
87.tdoa2=ft4-ft3-gaptime2;
88.其中,tdoa2表示第二从基站s2和第三从基站s3之间的到达时间差,ft4表示目标设备接收到第三从基站发送的第二定位信息的时间,ft3表示目标设备接收到第二从基站发送的第二定位信息的时间,gaptime2表示第二从基站s2和第三从基站s3之间的预设站间时延。
89.通过该方式获取到达时间差,相对于无线同步中的多次时间交互及滤波的方式,只需要减去上述预设站间时延,算法相对简单,效率较高。
90.通过该方式可以计算得到任意两个基站之间的到达时间差,并根据多个到达时间差,通过tdoa无线定位算法进行位置解算,可以得到目标设备的位置信息。
91.图2是本公开实施例提供的另一种定位系统的结构示意图,如图2所示,该定位系统还包括服务器201,该服务器与基站相连接,其中:
92.该目标设备,还用于在获取该位置信息的情况下,在第一预设上报时间内向该基站广播该位置信息。
93.该基站,用于在该基站对应的第二预设上报时间内接收该位置信息,并将该位置信息转发至服务器,该第二预设上报时间包含该第一预设上报时间。
94.该服务器,用于接收该基站转发的该位置信息,并保存该目标设备与位置信息的对应关系。
95.示例地,主基站可以在发送第一定位信息后,启动第一定时器和第二定时器,其中:
96.第一定时器用于主基站周期性发送第一定位信息,也就是,在第一定时器超时后,主基站将定位信息标识加1,然后根据新的定位信息标识发送新的第一定位信息。
97.第二定时器用于接收目标设备发送的位置信息,例如:在第二定时器超时后,该主基站在第二预设上报时间内接收目标设备广播的位置信息。
98.上述第二定时器的时长与第二预设上报时间的和值可以小于第一定时器的时长。
99.同样地,从基站也可以在发送第二定位信息后,启动上述第二定时器,在第二定时器超时后,该从基站同样在第二预设上报时间内接收目标设备广播的位置信息。
100.目标设备在接收到第一个定位信息(可以是第一定位信息,也可以是第二定位信息)后,可以启动第三定时器和第四定时器,其中:
101.第三定时器用于确定定位是否成功;若在第三定时器超时的情况下,仍然未能根据定位信息获取目标设备的位置信息,则确定定位失败,停止本次位置解算,等待接收新的
定位信息。
102.第四定时器用于上报位置信息,示例地,在第四定时器超时且获取位置信息的情况下,目标设备在第一预设上报时间内广播该位置信息。
103.其中,上述第四定时器与上述第一预设上报时间的和值可以小于第三定时器;上述第三定时器可以小于或等于上述第一定时器。
104.这样,目标设备可以通过基站将位置信息上报到服务器。
105.进一步地,上述位置信息包括信息标识,该目标设备在不同周期获取的位置信息对应的信息标识不同。
106.这样,在目标设备广播发送的位置信息可以被多个基站接收并发送至服务器的情况下,服务器接收到同一个目标设备发送的多个信息标识均相同的位置信息,可以根据信息标识只保留一份位置信息,有效去除重复信息,减少存储资源的占用。
107.上述第一预设上报时间可以是该目标设备接收到第一定位信息或第二定位信息后的预设上报时间;另外,还可以根据定位系统中目标设备的数量以及目标识别标识确定该第一预设上报时间。
108.示例地,上述目标设备可以为多个,多个目标设备对应不同的设备标识,其中:该目标设备,还用于根据每个目标设备的设备标识确定该第一预设上报时间,不同的设备标识对应不同的第一预设上报时间。
109.例如,该定位系统中做大有n个目标设备,对应的设备标识分别为1至n,则可以首先设定一个较大的第二预设上报时间,将该第二预设上报时间均分为n等份,每一份为一个第一预设上报时间;然后,按照时间先后顺序和设备标识的大小顺序,将每一份时间分配给目标设备,作为该目标设备对应的第一预设上报时间。
110.这样,可以避免多个目标设备同时上报位置信息,避免资源冲突导致位置信息上报的问题,提高了位置信息上报的可靠性。
111.图3是本公开实施例提供的一种定位方法,如图3所示,该方法的执行主体可以是上述定位系统,该定位系统包括目标设备和多个基站,该多个基站包括主基站和多个从基站,该多个从基站至少包括第一从基站和第二从基站,该目标设备分别与该主基站和多个该从基站相连接,该主基站与该第一从基站相连接,多个该从基站之间按照预设同步顺序串行连接,该预设同步顺序用于表征预设的该从基站依次接收该同步消息的顺序,该第一从基站为根据该预设同步顺序从该主基站接收该同步消息的从基站;该第二从基站为根据该预设同步顺序从该第一从基站接收该同步消息的从基站;该方法包括:
112.s301、主基站向目标设备发送第一定位信息。
113.示例地,该主基站可以在接收到定位启动信号的情况下,向目标设备发送第一定位信息。例如:该定位启动信号可以是主基站接收到的用户控制信号,也可以是主基站接收到的服务器后台开始运行信号。该服务器可以是与多个基站相连接的定位服务器。
114.s302、该主基站向第一从基站发送同步消息。
115.s303、该第一从基站接收该主基站发送的该同步消息,根据该同步消息,向目标设备发送第二定位信息。
116.s304、该第一从基站向第二从基站转发该同步消息。
117.其中,该第二从基站为该预设同步顺序中位于该第一从基站之后的从基站。
118.需要说明的是,上述s301步骤和s302步骤可以同时进行;上述s303步骤和s304步骤也可以同时进行。
119.s305、该第二从基站接收该第一从基站转发的该同步消息;根据该同步消息,向目标设备发送该第二定位信息。
120.进一步地,该第二从基站还可以根据该预设同步顺序确定是否存在位于该第二从基站之后的第三从基站,在存在该第三从基站的情况下,将该同步消息转发至该第三从基站。
121.s306、该目标设备获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间。
122.s307、该目标设备根据预设站间时延、预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息。
123.其中,该预设站间定位时延表征该多个基站中任意两个基站向该目标设备发送定位信息的时间差,该预设基站位置包括预先设置的每个该基站的位置信息。
124.采用上述方法,主基站在目标设备发送第一定位消息的同时,根据多个该从基站的预设同步顺序,向第一从基站发送同步消息;该从基站响应于接收到该同步消息,向该目标设备发送第二定位信息,按照该预设同步顺序,将该同步消息转发至该从基站的下一个从基站;该目标设备获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间;根据预设站间时延、预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息;其中,该预设站间定位时延表征该多个基站中任意两个基站向该目标设备发送定位信息的时间差,该预设基站位置包括预先设置的每个该基站的位置信息。这样,无需时钟同步服务器进行多个基站的时间同步,通过预设同步顺序、预设站间时延和同步消息,可以获取目标设备的位置信息,从而降低了定位系统的复杂度,节省了定位系统的成本。
125.进一步地,上述目标设备可以通过第一网络与该多个基站相连接,该多个基站之间通过第二网络相连接。
126.示例地,该第一网络可以为uwb网络,该第二网络可为有线网络或无线网络,例如2g、3g、4g、5g、wifi等网络。
127.这样,主基站可以通过第一网络向目标设备发送第一定位消息;从基站可以通过第一网络向目标设备发送第二定位消息;主基站和从基站,以及多个从基站之间,可以通过第二网络发送或接收同步消息,无需占用用于定位的第一网络的资源,可以提高定位效率和可靠性。
128.在本公开的另一实施例中,上述主基站可以分别与多个从基站相连接,多个从基站之间也可以两两连接。示例地,所有基站均可以通过有线网络实现两两互连。
129.该主基站可以检测多个从基站的运行状态和通信状态,若目标从基站的运行状态或通信状态出现异常,则可以在预设同步顺序中将该目标从基站排除,获得新的预设同步顺序,并将该新的预设同步顺序发送至每个从基站。每个从基站均可以按照新的预设同步顺序执行上述转发同步消息的步骤。
130.这样,即使某个从基站发生故障,也能够确保其他基站之间仍然可以正常通信,从而提高了定位系统的可靠性。
131.在本公开的另一实施例中,该第一定位信息、该第二定位信息和该同步消息中均包含定位信息标识,该定位信息标识可以用于区分上述定位信息和同步消息的发送周期,也就是,在预设时间段内的不同周期发送的第一定位信息的定位信息标识不同;每个周期发送的同步消息和第二定位信息中的定位信息标识与该周期发送的第一定位信息中的定位信息标识相同。这样:
132.该主基站可以周期性向该目标设备发送第一定位信息,以及向第一从基站发送同步消息。该第一定位信息中可以包括定位信息标识和主基站标识;该同步消息中也可以包括定位信息标识,其中,在预设时间段内的不同周期发送的第一定位信息的定位信息标识不同;每个周期发送的同步消息中的定位信息标识与该周期发送的第一定位信息中的定位信息标识相同。
133.该第一从基站可以根据该主基站发送的该同步消息,获取该定位信息标识,并根据该定位信息标识向该目标设备发送第二定位信息,以及将该同步消息转发至该第二从基站。该第二定位信息中也可以包括定位信息标识和从基站标识。
134.该第二从基站可以根据该第一从基站转发的该同步消息,获取该定位信息标识,并根据该定位信息标识向该目标设备发送该第二定位信息。
135.该目标设备获取接收到该第一定位信息的第一时间、以及接收到该第二定位信息的第二时间。
136.该目标设备根据预设站间时延、预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息包括:
137.该目标设备在接收到的该第一定位信息的定位信息标识和该第二定位信息的定位信息标识相同的情况下,根据该预设站间时延、该预设基站位置、该第一时间和该第二时间,获取该目标设备的位置信息。
138.上述预设站间时延、预设基站位置均可以在目标设备中预先设置。
139.该预设基站位置包括预先设置的每个该基站的位置信息。
140.该预设站间定位时延表征该多个基站中任意两个基站向该目标设备发送定位信息的时间差,由于从基站均在接收到同步消息的情况下发送第二定位信息,因此该时间差包括了两个基站之间的物理传输时延和硬件处理时延;该物理传输时延包括传输该同步消息的时延;该硬件处理时延包括从基站接收并处理该同步消息,以及发送第二定位消息的时延。该预设站间定位时延可以通过试验获取或校准。
141.在本公开的另一实施例中,上述定位系统还包括服务器,该服务器与该基站相连接,该方法还包括:
142.首先,该目标设备在获取该位置信息的情况下,在第一预设上报时间内向该基站广播该位置信息。
143.其次,该多个基站在该基站对应的第二预设上报时间内接收该位置信息,并将该位置信息转发至服务器。
144.其中,该第二预设上报时间包含该第一预设上报时间。
145.最后,该服务器接收该基站转发的该位置信息,并保存该目标设备与位置信息的对应关系。
146.这样,目标设备可以通过基站将位置信息上报到服务器。
147.进一步地,上述位置信息包括信息标识,该目标设备在不同周期获取的位置信息对应的信息标识不同。
148.这样,在目标设备广播发送的位置信息可以被多个基站接收并发送至服务器的情况下,服务器接收到同一个目标设备发送的多个信息标识均相同的位置信息,可以根据信息标识只保留一份位置信息,有效去除重复信息,减少存储资源的占用。
149.上述第一预设上报时间可以是该目标设备接收到第一定位信息或第二定位信息后的预设上报时间;另外,还可以根据定位系统中目标设备的数量以及目标识别标识确定该第一预设上报时间。
150.示例地,上述目标设备可以为多个,多个目标设备对应不同的设备标识,这样,可以根据每个目标设备的设备标识确定该目标设备对应发的第一预设上报时间,不同的设备标识对应不同的第一预设上报时间。
151.例如,该定位系统中做大有n个目标设备,对应的设备标识分别为1至n,则可以首先设定一个较大的第二预设上报时间,将该第二预设上报时间均分为n等份,每一份为一个第一预设上报时间;然后,按照时间先后顺序和设备标识的大小顺序,将每一份时间分配给目标设备,作为该目标设备对应的第一预设上报时间。
152.这样,可以避免多个目标设备同时上报位置信息,避免资源冲突导致位置信息上报的问题,提高了位置信息上报的可靠性。
153.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
154.另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
155.此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
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