[發(fā)明專利]一種室內(nèi)超寬帶定位導(dǎo)航系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711370373.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN108107404A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文瑞銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都鴻福潤(rùn)德科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S5/10
• 分類號(hào): G01S5/10;G01C21/20
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

本發(fā)明公開一種室內(nèi)超寬帶定位導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)用于室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)在室內(nèi)空間預(yù)先布置若干讀寫器，所布置讀寫器坐標(biāo)已知，然后采用RTOF的定位原理，獲得讀寫器與待測(cè)標(biāo)簽之間的距離；服務(wù)器通過(guò)相應(yīng)的算法處理獲得最終的待測(cè)標(biāo)簽的坐標(biāo)；客戶端根據(jù)待測(cè)標(biāo)簽的坐標(biāo)生成導(dǎo)航路徑；本發(fā)明方法的信號(hào)交流機(jī)制采用了RTOF的定位原理，不需要進(jìn)行組內(nèi)讀寫器間的時(shí)間同步，大大節(jié)省了硬件方面的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于室內(nèi)資產(chǎn)設(shè)備管理的超寬帶定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

UWB是一種使用500MHz以上帶寬且無(wú)需載波的無(wú)線通信技術(shù)，脈沖寬度為納秒級(jí)和亞納秒級(jí)，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)幾百M(fèi)bit/s，被認(rèn)為是無(wú)線電技術(shù)發(fā)展的革命性進(jìn)展，于2002年由美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(Federal Communications Commission,FCC)批準(zhǔn)民用。與其他無(wú)線定位技術(shù)相比，采用UWB技術(shù)的定位系統(tǒng)可以做到厘米級(jí)的誤差，適用于資產(chǎn)管理、特殊人員監(jiān)護(hù)等對(duì)定位精度要求很高的場(chǎng)合。目前，UWB設(shè)備的成本較高，一個(gè)UWB收發(fā)節(jié)點(diǎn)的硬件成本維持在200～250元人民幣之間。

隨著室內(nèi)定位需求的不斷増加，具有良好通信性能及定位性能的超寬帶(UWB,Ultra Wide Band)室內(nèi)定位的研究和發(fā)展越來(lái)越受到重視。信號(hào)雙向傳輸時(shí)間(RTOF,Reverse Time-of-flight)方案是UWB定位方案的一種經(jīng)典定位方案，該方案這一種可以基于時(shí)間不同步的定位方案。基于時(shí)間的室內(nèi)定位方案一般需要設(shè)備間的時(shí)間精確同步才能實(shí)現(xiàn)高精度的定位，但時(shí)間同步定位方案需要在定位系統(tǒng)中増加同步模塊，并且精確同步的實(shí)現(xiàn)會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)増加額外的能量消耗，這給基于時(shí)間的定位方案的實(shí)現(xiàn)増加了額外的硬件負(fù)擔(dān)以及過(guò)多的軟件交互。基于RTOF的定位技術(shù)可以比較合理地減少時(shí)間同步的消耗。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種室內(nèi)超寬帶定位導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)貼在設(shè)備上的有源UWB標(biāo)簽采集相關(guān)數(shù)據(jù)，并且有源UWB標(biāo)簽采用超寬帶UWB技術(shù)與從讀寫器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)資產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)定位。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種室內(nèi)超寬帶定位導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：用于采集資產(chǎn)設(shè)備坐標(biāo)信息的有源標(biāo)簽，所述有源標(biāo)簽貼于資產(chǎn)設(shè)備上；用于接收待測(cè)標(biāo)簽坐標(biāo)信息的從讀寫器；用于收集從讀寫器的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器的主讀寫器；用于根據(jù)主讀寫器所轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)計(jì)算得到待測(cè)標(biāo)簽坐標(biāo)的服務(wù)器；以及用于根據(jù)待測(cè)標(biāo)簽坐標(biāo)生成導(dǎo)航路徑的客戶端。

進(jìn)一步地，包括若干讀寫器，其中以靠近室內(nèi)中心位置的讀寫器作為主讀寫器。

進(jìn)一步地，所述各讀寫器按照交流信號(hào)機(jī)制發(fā)射室內(nèi)定位信號(hào)。

更進(jìn)一步地，所述從讀寫器通過(guò)RTOF的原理測(cè)得從讀寫器到待測(cè)標(biāo)簽的距離。

更進(jìn)一步地，所述從讀寫器獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)UWB通信的方式傳遞給主讀寫器。

進(jìn)一步地，所述主讀寫器和服務(wù)器之間采用有線USB接口連接或采用無(wú)線WIFI連接。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的一種室內(nèi)超寬帶定位導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)在室內(nèi)空間預(yù)先布置若干讀寫器，所布置讀寫器坐標(biāo)已知，然后采用RTOF的定位原理，獲得讀寫器與待測(cè)標(biāo)簽之間的距離；服務(wù)器通過(guò)相應(yīng)的算法處理獲得最終的待測(cè)標(biāo)簽的坐標(biāo)；客戶端根據(jù)待測(cè)標(biāo)簽的坐標(biāo)生成導(dǎo)航路徑；本發(fā)明方法的信號(hào)交流機(jī)制采用了RTOF的定位原理，不需要進(jìn)行組內(nèi)讀寫器間的時(shí)間同步，大大節(jié)省了硬件方面的成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)模型圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的定位導(dǎo)航系統(tǒng)功能框圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的定位導(dǎo)航系統(tǒng)工作流程圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的RTOF定位原理圖。