本發(fā)明涉及一種定位方法,尤其涉及一種室內(nèi)無線定位方法,屬于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前最為常見的無線定位的方法就是GPS,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),這種方法主要適用于室外的場景,一般精度可以達(dá)到10米左右。
然而據(jù)申請人了解,若將GPS定位的場景搬到室內(nèi),衛(wèi)星信號常常出現(xiàn)無法被正常接收的情況,GPS也因此無法正常使用。而且GPS的定位刷新速度最高只能達(dá)到25Hz,對于運動較快的目標(biāo)也無法進(jìn)行實時跟蹤。對于精度要求較高的場合(厘米級的要求),GPS技術(shù)也無法適應(yīng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于:針對上述的缺陷,提供一種室內(nèi)無線定位方法,通過在墻立面設(shè)置至少四個位置互為等腰三角形的基站,建立坐標(biāo)系,并計算出待測標(biāo)簽與每個基站之間的距離差,從而獲取待測標(biāo)簽的坐標(biāo)。
為了達(dá)到以上目的,提供一種室內(nèi)無線定位方法,通過在墻立面上設(shè)置至少4個基站,其中3個基站采用等腰三角形位置放置,每個基站與等腰三角形底邊中心的中心點距為500mm,方法包括
1)將待定位標(biāo)簽固定在離等腰三角形底邊中點距離500mm的法線上進(jìn)行校準(zhǔn),并把這個位置定義為空間原點;
2)待定位標(biāo)簽間斷式地發(fā)出脈沖調(diào)制信號,由基站分別接收信號,根據(jù)基站收到信號的相位差,計算待定位標(biāo)簽到每個基站的距離差,公式為公式中x0,y0,z0為已知的基站坐標(biāo),其中d是每個標(biāo)簽到兩個基站之間的距離差;其中e是兩個基站之間的距離;c可以通過a和b由勾股定理求得;從而得出x,y和z的坐標(biāo)值,即待定位標(biāo)簽的三維空間坐標(biāo)。
本發(fā)明的優(yōu)選方案是:當(dāng)只存在一個待定位標(biāo)簽時,待定位標(biāo)簽的信號為2.4GHz的信號頻段;當(dāng)存在多個待定位標(biāo)簽時,每一個被測點都采用不同的頻點,范圍從2.42GHz~2.48GHz,每個頻點的帶寬為20MHz。
優(yōu)選地,得到的坐標(biāo)值數(shù)據(jù)通過有線或無線方式傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)。
本發(fā)明有益效果為:本發(fā)明通過墻立面上安置的基站以建立新的坐標(biāo)系,并通過計算各個基站與待測標(biāo)簽的距離相位差計算出待測標(biāo)簽的坐標(biāo),可以適用于各種室內(nèi)環(huán)境,該方法運算簡便,獲取的坐標(biāo)值具有高精確度。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本發(fā)明的基站分布正視圖;
圖2為本發(fā)明的基站分布俯視圖;
圖3為本發(fā)明的實施例一的定位示意圖。
具體實施方式
實施例一
本實施例提供的一種室內(nèi)無線定位方法,通過在墻立面上設(shè)置至少4個基站,其中3個基站采用等腰三角形位置放置,每個基站與等腰三角形底邊中心的中心點距為500mm,方法包括:
1)將待定位標(biāo)簽固定在離等腰三角形底邊中點距離500mm的法線上進(jìn)行校準(zhǔn),并把這個位置定義為空間原點;
2)待定位標(biāo)簽間斷式地發(fā)出脈沖調(diào)制信號,由基站分別接收信號,根據(jù)基站收到信號的相位差,計算待定位標(biāo)簽到每個基站的距離差,公式為公式中x0,y0,z0為已知的基站坐標(biāo),其中d是每個標(biāo)簽到兩個基站之間的距離差;其中e是兩個基站之間的距離;c可以通過a和b由勾股定理求得;從而得出x,y和z的坐標(biāo)值,即待定位標(biāo)簽的三維空間坐標(biāo)。
當(dāng)只存在一個待定位標(biāo)簽時,待定位標(biāo)簽的信號為2.4GHz的信號頻段;當(dāng)存在多個待定位標(biāo)簽時,每一個被測點都采用不同的頻點,范圍從2.42GHz~2.48GHz,每個頻點的帶寬為20MHz。
得到的坐標(biāo)值數(shù)據(jù)通過有線或無線方式傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)。
如圖3所示,點A、B、C、D是基站,點E是標(biāo)簽位置。為清楚地看到標(biāo)簽的三維位置,在XY,YZ和XZ平面上分別做了標(biāo)簽的投影點F、G、H,??梢钥吹?,在X軸上每500mm布置一個基站,則中心點D就是坐標(biāo)原點,在Y軸上500mm的位置再布置一個基站。當(dāng)標(biāo)簽移動到如圖中點E位置時,得到與點A、B、C的三個距離差分別是296.7mm、-8.4mm以及16.5mm。根據(jù)計算,我們可以得到紅點的三維坐標(biāo)為(-261.9,625,226.2),單位是mm。
除上述實施例外,本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。