[發明專利]一種層間過渡區域的室內定位裝置和方法

有效

• 申請號: 202110921996.X
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113709860B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 陳祝明;陳仕林;何瑩瑩;曾鑫偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04B17/318;G01S5/02;G01S5/14;H04W4/33
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于室內定位技術領域，具體提供一種層間過渡區域的室內定位裝置和方法，用以解決現有室內定位系統在上/下樓層的層間過渡區域中標簽卡定位誤差較大、分樓層二維定位混亂、無法獲取攜卡人員連續運動軌跡及定位數據易缺失等問題。本發明通過在樓層過渡區域的固定位置部署低頻基站與低頻發射天線，能夠準確可靠的判定樓層過渡區域的攜卡人員是上樓還是下樓，提高了定位系統的可靠性；此外，在樓層過渡區域利用標簽卡所在當前樓層二維定位系統與上/下樓層二維定位系統聯合協同解算標簽卡的高度，用以修正二維定位的位置解算誤差，提高了分樓層二維定位系統標簽卡定位精度，實現了人員移動軌跡連續可追溯。

技術領域

本發明屬于室內定位技術領域，具體為一種層間過渡區域的室內定位裝置和方法。

背景技術

近年來，隨著室內定位技術精度的提高，越來越多的行業應用室內定位技術來提供精確的定位信息。室內樓層定位系統為了節約成本，普遍采用了分樓層二維定位的方式；這種定位方式在上/下樓梯的樓層過渡區存在以下問題：由于攜卡人員上下樓梯的過渡區域有高度變化，因此經二維定位解算后的位置誤差變大，使得定位系統不能依據標簽的運動軌跡來準確可靠的判定人員的是上樓還是下樓，從而無法選擇正確樓層的基站進行定位，進一步造成分樓層定位系統混亂，導致人員定位軌跡不連續，嚴重時還會使得標簽從定位系統中斷開，需要重新發起連接，結果造成標簽定位數據的缺失。

發明內容

本發明目的在于針對上述現有技術的室內定位系統在上/下樓層的層間過渡區域中標簽卡定位誤差較大、分樓層二維定位混亂、無法獲取攜卡人員連續運動軌跡及定位數據易缺失等問題，提供一種層間過渡區域的室內定位裝置和方法；本發明通過在樓層過渡區域的固定位置部署低頻基站與低頻發射天線，能夠準確可靠的判定樓層過渡區域的攜卡人員是上樓還是下樓，解決了分樓層二維定位混亂及定位數據易缺失問題，提高了定位系統的可靠性；此外，在樓層過渡區域利用標簽所在當前樓層二維定位系統與上/下樓層二維定位系統聯合協同解算標簽卡的高度，用以修正二維定位的位置解算誤差，提高了分樓層二維定位系統標簽卡定位精度，實現了人員移動軌跡連續可追溯。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種層間過渡區域的室內定位裝置，包括：低頻定位基站、低頻定位天線、UWB定位基站、標簽卡與定位服務器；其特征在于，針對任一樓層i：樓層i、樓梯平臺i+1/2與樓梯平臺i-1/2分別設置有UWB定位基站、且均位于下行區與上行區的交匯處；所述低頻定位天線由四根單元天線構成、依次標記為1號、2號、3號與4號，單元天線均與低頻定位基站通過雙絞線連接、且均設置于樓層i區域；四根單元天線呈矩陣分布，1號與2號單元天線并排布置于樓梯上行區一側的墻壁上、且1號單元天線靠近樓梯上行區，3號與4號天線并排布置于樓梯下行區一側的墻壁上、且3號天線靠近樓梯下行區，四根單元天線的離地高度相同，低頻定位基站布置于樓梯口的任意側墻壁上；所述標簽卡為人員隨身攜帶，具有UWB與低頻兩種定位模式；標簽卡與低頻定位基站低頻無線連接，標簽卡與UWB定位基站超寬帶無線連接；所述定位服務器與低頻定位基站、UWB定位基站Wi-Fi無線通信連接。

進一步的，所述單元天線的離地高度為0.5～1.5米，同側墻壁上單元天線的間距為0.3～0.8米。

進一步的，所述室內定位裝置在每一個定位采集周期中，定位服務器下發控制信息至低頻定位基站和UWB定位基站，低頻定位基站與UWB定位基站分別發出低頻喚醒信號與UWB喚醒信號，標簽卡接收低頻喚醒信息與UWB喚醒信號、并回傳低頻定位信息與UWB定位信息至低頻定位基站和UWB定位基站，低頻定位基站與UWB定位基站再分別上傳低頻定位信息與UWB定位信息至定位服務器，定位服務器獲取低頻定位信息與UWB定位信息后對標簽卡的位置進行解算、進而提供攜卡人員的連續三維位置信息。

基于上述層間過渡區域的室內定位裝置的室內定位方法，包括以下步驟：