[发明专利]一种三维空间定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种三维空间定位方法及系统，该方法包括：构建三维坐标系XYZ，在坐标系原点处设置有UWB发射基站和第一蓝牙发射基站，在坐标系点(0,0,L₁)处设置有第二蓝牙发射基站，在坐标系点处设置有第三蓝牙发射基站；待定位物体通过蓝牙接收设备接收各蓝牙发射基站通信信息，获取通信信息中的RSSI值；根据各RSSI值确定待定位物体到各蓝牙发射基站的距离；根据待定位物体到各蓝牙发射基站的距离以及L₁，确定待定位物体坐标中的α和β；待定位物体中的蓝牙设备接收所述UWB发射基站电磁波信号，根据电磁波信号的传播时间确定待定位物体到原点的距离。本发明通过融合UWB和蓝牙基站的定位技术，以达到提高精度的同时减缓成本上升的目的。

技术领域

本发明涉及三维空间定位技术领域，特别是涉及一种三维空间定位方法及系统。

背景技术

近年来空间定位技术越来越多的发展起来，在工业、商业和医疗领域都得到了很大的应用，并且市场份额还在不断增长中，成本和定位精度是一个不可调和的矛盾。

目前主流的定位方案主要有：超声波定位，红外线定位，WiFi基站定位，低功耗蓝牙iBeacon基站定位，移动基站定位，全球定位系统(global position system,GPS)定位，超宽带设备(ultra wide brand,UWB)定位。其中，受环境障碍物影响较小的有WiFi基站定位，iBeacon蓝牙基站定位，移动基站定位，全球定位系统GPS定位，超宽带设备UWB定位，其他两种定位方式一旦有障碍物便不能工作。

上述方法并没有找到一个满足高精度、低成本的方案，解决成本和定位精度的矛盾。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种三维空间定位方法及系统，通过融合UWB和蓝牙基站的定位技术，以达到提高精度的同时减缓成本上升的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种三维空间定位方法，所述定位方法包括：

构建三维坐标系XYZ，X轴和Y轴构成了坐标系的底面，Z轴和所述底面垂直，坐标系中任意一点的坐标为(α,β,L)，其中，坐标系中的点到原点的连线在X-Y面上投影线与X轴线间的夹角为α，坐标系中的点到原点的连线和z轴线间的夹角为β，坐标系中的点到原点的距离为L；

在坐标系原点处设置有UWB发射基站和第一蓝牙发射基站，在坐标系点(0,0,L₁)处设置有第二蓝牙发射基站，在坐标系点处设置有第三蓝牙发射基站；

待定位物体通过蓝牙接收设备接收各蓝牙发射基站通信信息，获取通信信息中的RSSI值；

根据各所述RSSI值确定待定位物体到各蓝牙发射基站的距离；

根据待定位物体到各蓝牙发射基站的距离以及L₁，确定待定位物体坐标中的α和β；

待定位物体中的蓝牙设备接收所述UWB发射基站电磁波信号，根据电磁波信号的传播时间确定待定位物体到原点的距离即待定位物体坐标中的L。

可选的，所述根据电磁波信号的传播时间确定待定位物体到原点的距离，具体计算公式为：

其中，T表示光在UWB发射基站和待定位物体之间传播的时间，D₁表示UWB发射基站和待定位物体之间的距离。

可选的，所述RSSI值计算公式为：

RSSI＝P_t+G_r+G_t-L_c-L_bf