[发明专利]一种室内自定位的方法及系统无效

专利信息
申请号: 201210124043.1 申请日: 2012-04-25
公开(公告)号: CN102645645A 公开(公告)日: 2012-08-22
发明(设计)人: 韩泉城;吴成东;张云洲;刘鹏达;程龙 申请(专利权)人: 东北大学
主分类号: G01S5/18 分类号: G01S5/18
代理公司: 沈阳东大专利代理有限公司 21109 代理人: 梁焱
地址: 110819 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 室内 定位 方法 系统
【说明书】:

技术领域

本发明属于无线传感器网络和定位导航技术领域,具体涉及了一种室内自定位的方法及系统。

背景技术

说到定位系统,大家首先想到的是在生活中应用广泛的GPS全球定位系统,该系统能在全球范围内提供精度为数米的定位服务,然而在室内环境下GPS信号受到建筑物的影响信号严重衰减,定位精度变差,甚至不能进行定位服务,并且室内环境中的人、物体等目标一般为米级大小,显然GPS的定位精度不能满足要求,为了能够更好的区分物体,估计位置,需要定位系统提供更高的定位精度,而无线传感器网络定位技术恰好能满足高精度的定位需求。在传感器网络中,位置信息对传感器网络的检测活动至关重要,事件发生的位置或获取信息的节点位置是传感器节点监测消息中所包含的重要信息,这是进一步采取措施和做出决策的基础。无线传感器网络定位技术在环境监测、机器人导航、火灾救援、跟踪系统等领域都有非常重要的地位,尤其是家庭服务机器人领域,人们需要一种应用于室内的、能够对自身物理位置进行精确定位的系统。在室内定位系统中,人们常常使用超声波信号,利用超声波信号的到达时间来估算位置的原理在麻省理工大学的Cricket系统和中国发明专利一种跟踪多移动目标的室内精确定位方法和自治超声波室内定位系统、装置和方法中均有类似应用。

麻省理工大学的Cricket系统中,包含若干不相连接的超声波定位信标发射机,每个超声波定位信标发射机都包含射频和超声波发射器。其工作方式采用了被动检测方式,在工作期间,各个射频发射器如果侦听到清楚的射频频道就同时发射射频和超声波信号,被动检测接收机首先将接收到的射频信号用于与各个超声波定位信标发射机建立同步,然后接收超声波信号,从而使用TDOA(到达时间差)方式来测量其自身与发射机之间的距离,当接收到多于3个TDOA样本时接收机就可以估算其自身位置。但是,其各个信标发射机要根据其协调机制不断发射超声波射频信号,增加了系统功耗;被动检测接收机一次只能与一个信标进行TDOA测距,完成定位至少需要三次TDOA测距,增加了系统完成一次定位的时间,减小了系统定位频率;对于放在移动物体上的接收机,与不同信标发射机进行TDOA测距,其位置可能发生移动,导致移动目标距离样本不同步,从而导致对动态目标的定位精度变差。

在一种跟踪多移动目标的室内精确定位方法中,同样利用射频和超声波的TDOA测距原理,采用徽章主动发射方式,通过位置计算单元实现了对多个移动徽章的跟踪,但其中描述徽章不能获得自身的位置信息,不能实现自定位功能,其结构图见图1。自治超声波室内定位系统、装置和方法描述了一种自治超声波室内定位系统,与Cricket系统相似,采用了被动接收同步信号和超声波信号的方法,其中定位信标发射装置被配置为在发射包括同步信息的信号之后按照预定顺序以预定时间间隔轮发多个超声波信号,其中发射超声波信号的装置为信标发射装置上的多个不同位置的超声波发射器;定位信标接收装置被配置为在检测到同步信息之后执行与定位信标发射装置的时间同步,基于所获得的同步时间来确定接收到的各个超声波信号的发射顺,根据发射顺序来推断所接收的各个超声波信号的发射时间,使用所接收到的各个超声波信号的发射时间和接收时间来计算其相对应的TDOA信息,基于定位信标发射装置中的各个超声波发射器的位置和所计算得到的TDOA信息序列来确定定位信标接收装置自己的位置,但其信标定位发射装置包括多个在不同位置部署的超声波发射器,增加了系统的复杂度和部署难度;与Cricket系统类似,在对移动目标定位时会增大定位误差,其系统结构图见图2。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明提出一种室内自定位方法及系统,以达到系统具有结构简单、定位快速、计算量小、高精度的目的。

一种室内自定位的方法,包括以下步骤:

步骤1:启动放置在天花板的信标装置,各个信标装置内部的温度传感器模块进行温度测量,并进入射频信号接收状态;

步骤2:自定位装置的通信模块接收从计算装置发送的定位请求;

步骤3:自定位装置向信标装置发送射频信号和超声波信号,其中射频信号携带自定位装置的身份标识号码信息;

步骤4:信标装置接收到射频信号后,检测接收到射频信号携带的身份标识号码信息与自定位装置的身份标识号码信息是否相同,若不相同则放弃,返回等待射频接收状态;若相同则进行一次测距;

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