[發明專利]一種實時精確判斷區域邊界的定位方法及定位系統

有效

• 申請號: 201410531947.5
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104363652B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 楊立新;白海鳴;夏世軒
• 申請（專利權）人: 大連誠高科技股份有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 大連智慧專利事務所21215
• 代理人: 周志艦

技術領域

本發明涉及無線定位技術，特別涉及精確判斷區域邊界的定位方法及定位系統。

背景技術

隨著基于無線技術的室內定位技術的快速發展，室內無線定位在倉儲、安全防護、教育、物流、醫療等行業和領域都得到了廣泛應用。

現有室內定位方式，不論是采用區域定位還是精確定位，由于高頻無線信號受到NLOS即高頻電磁波在空間的非直線傳播的影響，都存在定位區域邊界模糊、定位區域誤判以及定位實時性差的缺陷，尤其在監獄、重要物品倉庫等涉及高保密性或高危險性的場所，對定位區域的邊界判斷要求非常精確，使得現有的定位技術在使用中受到了非常大的制約。

一些室內定位系統采用門禁的方式，雖然解決了區域邊界精確判斷的問題，但由于易用性差以及門禁的布設受到使用環境的限制，在開放區域或結構較為復雜的空間無法采用此種形式的室內定位系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種定位區域邊界判斷準確、實時性高、定位區域誤判率極低的一種實時精確判斷區域邊界的定位方法。

本發明的另一目的在于提供一種能夠實現精確定位，使用不受定位區域空間結構限制的實時精確判斷區域邊界的定位系統。

本發明的技術解決方案是：一種實時精確判斷區域邊界的定位方法，其特征在于采用低頻和高頻兩個頻率的無線定位基站對攜帶有無線定位裝置的物體實施定位，當無線定位裝置處在無線定位基站的低頻信號覆蓋區域時，無線定位基站發出的低頻信號激活無線定位裝置，無線定位裝置通過低頻天線與無線定位基站的低頻天線進行數據交換，然后無線定位裝置將低頻天線的編碼和信號能量信息發送給無線定位基站，經無線定位基站的微控制器處理分析后，得到無線定位裝置所處的位置信息；當無線定位裝置沒有處于無線定位基站的低頻信號覆蓋區域時，無線定位裝置的高頻模塊開始工作，與無線定位基站相連接的雙面定向天線接收無線定位裝置發送的高頻信號，經無線定位基站的微控制器分析處理后，得到無線定位裝置所處的位置信息。

可以采用分布式低頻天線列陣的方式擴大無線定位基站低頻信號的覆蓋區域。

一種實時精確判斷區域邊界的定位系統，其特征在于定位系統是由無線定位基站和無線定位裝置構成，無線定位基站主要是由微控制器、高頻收發模塊、雙面定向天線、低頻收發模塊及分布式低頻天線陣列構成，無線定位基站的微控制器經高頻收發模塊與雙面定向天線連接，通過雙面定向天線接收和發送高頻信號，實現無線定位基站與無線定位裝置間的高頻無線通信，同時，微控制器還經低頻收發模塊與分布式低頻天線陣列相連接，通過低頻天線接收和發送低頻信號，實現無線定位基站與無線定位裝置間的低頻無線通信；無線定位裝置主要是由微控制器、高頻收發模塊、高頻天線、低頻收發模塊和低頻天線構成，無線定位裝置的微控制器經高頻收發模塊與高頻天線相連接，與無線定位基站進行高頻無線通信，無線定位裝置的微控制器還經低頻收發模塊與低頻天線連接，與無線定位基站進行低頻通信。

所述的無線定位基站中的雙面定向天線由兩個背面相對的高頻天線構成，兩天線之間的空隙中填充有吸波材料。

所述的雙面定向天線為高頻定向窄波束天線。

所述的無線定位基站中的低頻天線為分布式低頻天線陣列。

所述的無線定位基站中的分布式低頻天線陣列是由一對到多對低頻天線構成。

所述的低頻天線陣列是以并行的方式與無線定位基站相連接。

本發明的方法是將高頻無線定位和低頻無線定位配合使用，在處于定位區域邊界較近的位置使用低頻無線定位方式實現對無線定位裝置的定位，在距離定位區域邊界較遠的位置使用高頻無線定位方式實現對無線定位裝置的定位。低頻無線定位是由無線定位基站控制的低頻天線產生交變磁場，當無線定位裝置進入到交變磁場區域內，無線定位裝置中的低頻天線在交變磁場的作用下產生能量并激活處于休眠狀態的無線定位裝置，無線定位裝置將通過低頻天線獲取的能量強度信息通過高頻天線發送給無線定位基站，無線定位基站將接收到的能量強度信息進行比較判斷后，計算出無線定位裝置所處的低頻區域位置。

高頻無線定位是利用雙面定向天線從同一個高頻電磁波源接收的信號能量強度的差異來判斷無線定位裝置所處的區域。無線定位裝置通過高頻天線發射高頻電磁波，雙面定向天線相繼接收到無線定位裝置發射的高頻信號，由無線定位基站將接收到的信息進行分析處理，計算出無線定位裝置所處的區域位置。