[发明专利]一种室内导航定位方法、系统、待定位设备及锚节点

说明书

技术领域

本发明涉及导航控制系统及方法，尤其是室内高导航精度的定位系统和方法。

背景技术

目前，在导航定位行业采用的方案有：采用超声波与Zigbee的组合导航方案，功能实现起来软件程序较为复杂，功耗比较大、采购Zigbee芯片硬件成本较高；采用UWB测距导航方案，UWB高频电磁波受金属屏蔽及电场干扰较大，应用场合局限性大，系统定位精度较差，一般＞50cm；采用激光雷达导航测距，激光测距受环境影响较大，比如遇透明玻璃、强光时无法测距，系统定位范围较小6*6米内；采用视觉导航，系统受环境变化影响较大，现场如果有大屏幕电视墙及透明玻璃，人员移动时，无法定位。上述现有的定位技术，存在方法流程复杂、定位精度差等缺点。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供一种室内导航定位方法、系统、待定位设备及锚节点，以解决现有的定位方法流程复杂、定位精度差的问题。本发明的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种室内导航定位方法，包括如下步骤：

待定位设备向至少三个锚节点同时发送射频信号和超声波信号，所述至少三个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向；

分别接收来自每个所述锚节点的反馈信号，所述反馈信号为所述锚节点接收到所述射频信号和所述超声波信号的时间差；

根据每个所述时间差以及超声波的传输速度获得所述待定位设备与每个所述锚节点之间的距离；

根据每个所述锚节点的位置信息以及所述待定位设备与每个所述锚节点之间的距离，生成所述待定位设备的位置信息。

可选地，所述反馈信号通过以下方式获得：当所述锚节点接收到射频信号之后开始计时，当接收到超声波信号之后停止计时，获得的计时信息作为所述反馈信号。

可选地，所述方法还包括：设置一预设时间；当所述锚节点接收到所述射频信号之后的预设时间内收到所述超声波信号，则所述锚节点在本次定位中为有效锚节点；

当所述锚节点接收到所述射频信号之后的预设时间内没有收到所述超声波信号，则所述锚节点在本次定位中为无效锚节点；

当本次定位中有效锚节点小于3个时，则本次定位失败，重新进行定位，直至定位成功或达到预定的定位次数。

可选地，设置预设时间可以迅速剔除无效锚节点，大大提高导航精确度和导航效率。

可选地，重新定位方法如下：通过再次向所述至少三个锚节点同时发送射频信号和超声波信号，判断锚节点在预设时间是否接收到超声波信号，若是，则锚节点在本次定位中为有效锚节点，当待定位设备接收到大于等于三个有效锚节点的反馈信号，则定位成功，继续执行后续步骤，当待定位设备接收到小于三个有效锚节点的反馈信号，则定位失败，继续重复定位。

可选地，所述反馈信号为射频信号。

可选地，所述方法中，每个所述锚节点的反馈信号中还包括所述锚节点的ID数据；

所述方法还包括：根据所述锚节点的ID数据分别确定所述反馈信号对应的所述锚节点的位置信息。

可选地，所述方法还包括：分别为每个锚节点设置一个锚节点发送延迟时间，以保证所述待定位设备依次接收到各所述锚节点发送的信号，而不产生接收冲突。

可选地，所述待定位设备向至少三个锚节点同时发送射频信号和超声波信号，具体为：待定位设备向至少三个锚节点发送射频信号的同时按预设的每次超声波延迟时间依次发送至少三次超声波信号；

所述根据每个所述时间差以及超声波的传输速度获得所述待定位设备与每个所述锚节点之间的距离，包括：

根据每个所述锚节点接收射频信号与每次所述超声波信号的时间差、每次所述超声波延迟时间以及超声波的传输速度，获得所述待定位设备与每个所述锚节点的至少三个距离值；

当存在所述至少三个距离值两两之间的偏差小于阈值时，将偏差小于阈值对应的所述距离值的平均值作为最终所述待定位设备与所述锚节点之间的距离，避免产生较大距离误差。

第二方面，本发明还提供了一种室内导航定位方法，所述方法包括如下步骤：

待定位设备向至少三个锚节点同时发送射频信号和超声波信号，所述至少三个锚节点分布于相对于所述待定位设备的不同方向；

分别接收来自每个所述锚节点的反馈信号，所述反馈信号为所述待定位设备与所述锚节点之间的距离，其具体为所述锚节点接收到所述射频信号和所述超声波信号的时间差与超声波的传输速度的乘积；

根据每个所述锚节点的位置信息以及所述待定位设备与每个所述锚节点之间的距离，生成所述待定位设备的位置信息。