[发明专利]一种反射式室内定位的方法及系统

权利要求书

1.一种反射式室内定位的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1：启动放置在室内地面的信标装置，各个信标装置内部的温度传感器模块进行温度测量，并立即进入射频信号接收状态；

步骤2：待定位目标装置的通信模块接收到其宿主装置的定位请求后，向信标装置发送射频信号和超声波信号，其中的射频信号携带待定位目标装置的身份标识号码信息；

步骤3：信标装置初始化，令定时器记录值为零，并进入实时监测射频信号状态：当信标装置接收到射频信号后，立即检测接收到射频信号携带的身份标识号码信息与待定位目标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；

步骤4：所有信标装置在检测到从待定位目标装置发送经过屋顶反射的超声波信号后，记录超声波到达时间，并将信标装置编号、时间信息和温度信息打包成数据包，根据信标装置编号顺序依次将数据包通过无线通讯的形式发送给数据收集器，其中的温度信息为信标装置在启动时通过信标装置内部温度传感器模块测量得到；

步骤5：数据收集器将收到的数据信息传送给位置计算装置，位置计算装置首先根据各个信标装置的温度信息计算出室内的平均温度，然后计算出超声波在空气中的传播速度；根据超声波在空气中的传播速度和各信标装置的时间信息，计算出待定位装置的屋顶平面镜像与各个信标装置的距离；

步骤6：位置计算装置根据事先建立的室内坐标系、信标装置坐标和信标装置的屋顶平面镜像与待定位目标装置的距离，计算出待定位目标装置的屋顶平面镜像点的平面坐标，其与待定位目标装置具有相同的平面坐标，至此完成一次定位。

2.根据权利要求1所述的反射式室内定位的方法，其特征在于：步骤5所述的计算出超声波在空气中的传播速度，其计算公式如下：

V＝331.5+0.607T

式中：V为超声波在空气中的传播速度；

T为室内平均温度；

所述的根据超声波在空气中的传播速度和各信标装置测得的时间，计算出待定位装置的屋顶平面镜像与各信标装置的距离，其计算公式如下：

D_i＝V×Tim_i+ε

式中：D_i为各信标装置的屋顶平面镜像与待定位目标装置的距离；

Tim_i为超声波信号从待定位目标装置传播到达各个信标装置的时间；

ε为距离补偿因子。

3.实现权利要求1所述的反射式室内定位方法的系统，包括宿主装置、位置计算装置和移动装置，其特征在于：还包括信标装置、待定位目标装置和数据收集器，其中：

信标装置：用于接收从待定位目标装置发送的射频信号和经屋顶平面发射的超声波信号，通过信标装置内部的处理器测量超声波信号从待定位目标装置传播到信标装置的到达时间，并将上述时间信息、信标装置内部温度传感器模块测量的温度信息和信标装置编号信息打包成数据包发送给数据收集器；

待定位目标装置：用于接收宿主装置发出的定位命令，并向信标装置发送射频信号和超声波信号；

数据收集器：用于接收从信标装置发出的射频信号，并将上述射频信号发送给位置计算装置。

4.根据权利要求3所述的反射式室内定位的系统，其特征在于：所述的信标装置包括温度传感器模块、超声波接收模块、信标装置的处理器模块和信标装置的射频模块，其中：

温度传感器模块：用于测量环境温度，并将温度信息传递给信标装置内部的处理器模块；

超声波接收模块：用于接收从待定位目标装置发送的经屋顶平面发射超声波信号，并将超声波信号传递给信标装置内部的处理器模块；

信标装置的处理器模块：用于测量从待定位目标装置发送的超声波传播到达信标装置的时间，并将上述时间信息、温度传感器模块测量的温度信息和信标装置编号信息打包成数据包传递给射频模块；

信标装置的射频模块：用于接收和发送射频信号，接收从待定位目标装置发送的射频信号，并将射频信号传递给信标装置内部的处理器模块；将包含时间信息、温度传感器模块测量的温度信息和信标装置编号信息的数据包发送给数据收集器。