[發明專利]一種標簽被動定位方法

在審

• 申請號: 201410278128.4
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104142489A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 林偉
• 申請（專利權）人: 林偉
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種標簽被動定位方法，該方法通過在區域內部署多個已知坐標的錨節點，標簽被動接受錨節點所發出的定位廣播包，來計算標簽的坐標，其特征是包括如下步驟：

1）區域內第1個錨節點發出定位廣播包；

2）第2個錨節點，第3個錨節點和標簽接收到第1個錨節點所發出的定位廣播包，得到發送錨節點標識，計算該定位廣播包相對于本地時鐘的準確到達時間；第2個錨節點接收到上述定位廣播包后，經過一段時間延遲（包括邏輯處理與器件延遲等），發出定位廣播包；

3）第3個錨節點，第4個錨節點和標簽接收到第2個錨節點所發出的定位廣播包，得到發送錨節點標識，計算該定位廣播包相對于本地時鐘的準確到達時間；第3個錨節點接收到上述定位廣播包后，計算該定位廣播包到達時間與來自第1個錨節點的定位廣播包的到達時間之差，經過一段時間延遲（包括邏輯處理與器件延遲等）后，發出定位廣播包，并將上述時間差作為定位廣播包數據負載；

4）第4個錨節點，第5個錨節點和標簽接收到第3個錨節點所發出的定位廣播包，得到發送錨節點標識，計算該定位廣播包相對于本地時鐘的準確到達時間；標簽讀出定位廣播包的數據負載；

5）第4個錨節點接收到上述定位廣播包后，計算該定位廣播包到達時間與來自第2個錨節點的定位廣播包的到達時間之差，經過一段時間延遲（包括邏輯處理與器件延遲等）后，發出定位廣播包，并將上述時間差作為定位廣播包數據負載；

重復上述步驟，第i個錨節點所發出的定位廣播包被第i+1個錨節，第i+2個錨節點和標簽所接收，第i+1個錨節，第i+2個錨節點和標簽得到發送錨節點標識，計算該定位廣播包相對于本地時鐘的準確到達時間；標簽讀出定位廣播包的數據負載；第i+1個錨節點接收到上述來自第i個錨節點所發出的定位廣播包后，計算該定位廣播包到達時間與來自第i-1個錨節點的定位廣播包的到達時間之差，經過一段時間延遲（包括邏輯處理與器件延遲等）后，發出定位廣播包，并將上述時間差作為定位廣播包數據負載；

直到所有錨節點都依次發出定位廣播包后，上述發送操作停止；

6）標簽接收到所有錨節點依次發出的定位廣播包后，將標簽所記錄的各錨節點定位廣播包到達時間和各個定位廣播包的數據負載上傳到解算單元；

7）解算單元對于接收到的上述數據進行處理，獲得以標簽坐標為變量的方程組，求解上述方程組，得到標簽的坐標。

2.根據權利要求1所述的一種標簽被動定位方法，其特征在于，各個錨節點之間以及錨節點與標簽之間不需要時鐘同步。

3.根據權利要求1所述的一種標簽被動定位方法，其特征在于，步驟1）步驟2）步驟3）步驟4）步驟5）所述的定位廣播包具備如下4個特征：1）可以被一定范圍內的錨節點和標簽所接收；2）包含發送設備（包括錨節點與標簽）的標識；3）采用接收設備（包括錨節點與標簽）易于計算到達時間的信號調制方式如CSS（線性調頻擴頻）調制或者采用UWB（超寬帶）信號4）有數據負載。

4.根據權利要求1所述的一種標簽被動定位方法，其特征在于，步驟7）所述解算單元對于接收到的數據進行處理，獲得以各標簽坐標為變量的方程組，該方程組中的各個方程形式如下：?

Fm0a(i)?–?Fm0a(i-1)??=?Tm0a(i)?-?Tm0a(i-1)?-?G(i)?+??Fa(i)a(i+1)?-?Fa(i-1)a(i+1)，

其中，Fm0a(i)表示第i個錨節點所發出的定位廣播包到達標簽所需要的時間，Fm0a(i-1)表示第i-1個錨節點所發出的定位廣播包到達標簽所需要的時間，Tm0a(i)表示第i個錨節點所發出的定位廣播包到達標簽的相對于標簽本地時鐘的相對時間，Tm0a(i-1)?表示第i-1個錨節點所發出的定位廣播包到達標簽的相對于標簽本地時鐘的相對時間，G(i)表示第i+1個錨節點所發出的定位廣播包的數據負載，Fa(i)a(i+1)表示第i+1個錨節點所發出的定位廣播包到達第i個錨節點所需要的時間，Fa(i-1)a(i+1)?表示第i+1個錨節點所發出的定位廣播包到達第i-1個錨節點所需要的時間；

上述等式左側是不同錨節點所發出的定位廣播包到達標簽的時間差，右側是實測值和已知值；假設區域內有N個錨節點，對于每個標簽有N-2個上述形式的方程，組成方程組。