[發明專利]室內定位裝置及方法

有效

• 申請號: 201410416423.1
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104280716B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 陳祝明;陳健;薛雄;胡桂銘
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 羅言剛

1.室內定位系統，其特征在于，由控制器、至少三個不在同一直線上的基站和若干待定位標簽組成，所述控制器由同步控制模塊和信號處理模塊組成，所述基站能夠與標簽和控制器進行通信，所述標簽能夠在接收到基站發射的信號后向室內空間發射調頻連續波，所述控制器與各個基站之間的同步信號傳輸延時相等。

2.如權利要求1所述的室內定位系統，其特征在于，所述基站由基站通信模塊、基站天線、基站放大器、混頻器、濾波放大器、AD轉換器組成，信號流向依次為基站天線-基站放大器-混頻器-濾波放大器-AD轉換器-基站通信模塊。

3.如權利要求2所述的室內定位系統，其特征在于，所述基站還包括與混頻器連接的本振。

4.如權利要求3所述的室內定位系統，其特征在于，所述本振由MCU、直接數字頻率合成器和上變頻器組成，所述MCU的時鐘輸入端與同步控制模塊的時鐘輸出端連接，MCU的同步信號輸入端與同步控制模塊的同步信號輸出端連接,MCU與直接數字頻率合成器的頻率控制輸入端連接，直接數字頻率合成器的輸出端與上變頻器連接，上變頻器的輸出端與混頻器的本振輸入端連接。

5.如權利要求1所述的室內定位系統，其特征在于，所述標簽由標簽通信模塊、調頻連續波發生器、標簽放大器和標簽天線組成，信號流向為標簽通信模塊-調頻連續波發生器-標簽放大器-標簽天線。

6.如權利要求1所述的室內定位系統，其特征在于，所述控制器與各個基站之間通過有線方式傳輸信號，且控制器到各個基站的同步信號傳輸線傳輸延時相等。

7.室內定位方法，其特征在于，基于如權利要求1至4任意一項所述的室內定位系統，包括若干個獨立標簽定位步驟，所述獨立標簽定位步驟包括如下步驟：

SS1.控制器向各個基站發送標簽編碼，基站收到標簽編碼后轉發至相應標簽；控制器發射標簽編碼的同時，傳輸同步信號至各個基站；

SS2.標簽收到基站轉發的標簽編碼后，發射定位信號，各個基站接收定位信號，利用混頻技術將輸入信號轉化為數字中頻信號，并傳輸至控制器；所述定位信號為調頻連續波；

控制器發射的同步信號用于在轉化為數字中頻信號的過程中對本振信號進行同步或直接作為本振信號；

SS3.控制器對接收的各個基站的數字中頻信號作如下處理：

SS31根據數字中頻信號計算各基站與待定位標簽之間的偽距，

SS32待定位標簽與各基站之間的偽距兩兩作差得到標簽與各基站之間的距離差；

SS33根據雙曲定位原理，求解方程并根據距離差的正負號解模糊得到待定位標簽的位置。

8.如權利要求7所述的室內定位方法，其特征在于，控制器確定定位區域內所有標簽，計算總數N并對每一標簽從1到N編號，從第一個標簽開始，重復所述獨立標簽定位步驟，直至遍歷定位區域內全部標簽。

9.如權利要求7所述的室內定位方法，其特征在于，所述步驟SS2中的調頻連續波為線性調頻連續波或步進調頻連續波。

10.如權利要求7所述的室內定位方法，其特征在于，

所述步驟SS2中的調頻連續波為步進調頻連續波時，所述步驟SS31中對偽距的計算方法為：將數字中頻信號做逆傅里葉變換，得到一維距離像，從中選取圖像峰值處的數值，利用?k得到標簽與基站之間的偽距?

上式中c為真空光速，為步進頻率的步長，N為步進頻率數；

所述步驟SS2中的調頻連續波為線性調頻連續波時，所述步驟SS31中對偽距的計算方法為：將數字中頻信號作快速傅里葉變換得到頻譜，然后從頻譜中尋找幅度最大的頻率點，利用得到標簽與基站之間的偽距

上式中c為真空光速，為標簽發射頻率的最大頻偏，T_m為調頻周期。