定位系统及路径引导系统及其方法技术方案

公开了一种定位系统及路径引导系统及其方法，其中，定位系统包括配置有测距天线和测向天线的待定位装置，定位基站系统与测距天线之间进行通信以解算测距天线的位置，测向基站系统与测向天线之间形成通信，定位系统记录测向基站系统与测向天线之间的通信时间信息，并通过通信时间信息、测距天线和测向天线的距离、测距天线的位置和测向基站系统的位置以解算测向天线的位置。本发明专利技术不但可以得到待定位装置的位置坐标，还可以确定其相对于定位基站系统的朝向，从而在当待引导路径能见度低下、或者待定位人员无法辨别方向时，从方向和位置两个层面引导待定位人员进入预设路线。

【技术实现步骤摘要】
定位系统及路径引导系统及其方法
本公开涉及通信领域，更具体地，本公开涉及定位导航领域。
技术介绍
短距离、高精度无线室内定位技术在城市密集区域和室内封闭空间应用非常广泛，例如对人员的安全监控、紧急救援。以及对物资的运输管理、分配调度等。近年来，建筑物中的火灾等险情事故时有发生，由于救援人员救援时间和就算速度上的限制，引导被困人员自主救援往往能够大大提高救援效率。实现自助救援首先需要知道被困人员的位置信息，现有技术中的定位系统往往只能获知待定位目标的位置信息，当待定位目标在建筑物中迷失方向时，场外控制中心无法仅根据测得的待定位目标的位置信息引导其走入安全逃生路线。因此，如何在获知待定位目标位置信息的基础上同时能够获知待定位目标基于待引导路径的方向信息，从而实现对待定位目标的路径引导是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
依据本专利技术的一个方面，公开了一种定位系统，包括待定位装置、定位基站系统以及测向基站系统。其中，待定位装置配置有测距天线和测向天线，测距天线和测向天线的距离已知；定位基站系统与测距天线之间进行通信以解算测距天线的位置；测向基站系统与测向天线之间形成通信，定位系统记录测向基站系统与测向天线之间的通信时间信息，并通过通信时间信息、测距天线和测向天线的距离、测距天线的位置和测向基站系统的位置以解算测向天线的位置。依据本专利技术的另一个方面，公开了一种路径引导系统，包括如前所述的定位系统以及中心控制器。其中，中心控制器用于根据测距天线和测向天线的位置以及预设路径向待定位装置发出行进指令。依据本专利技术的又一个方面，公开了一种路径引导方法，包括：在待定位装置上设置距离已知的测距天线和测向天线；利用定位基站系统与测距天线进行通信以确定测距天线的位置；利用测向基站系统与测向天线进行通信以获得通信时间信息；通过通信时间信息、测距天线和测向天线的距离、测距天线的位置和测向基站系统的位置以解算测向天线的位置；以及根据测距天线的位置、测向天线的位置、测向基站系统的位置确定待定位装置在待引导路径中的位置与朝向。本专利技术的有益效果是，不但可以得到待定位装置MS的位置坐标，还可以确定其相对于定位基站的朝向，从而在当待引导路径能见度低下、或者待定为人员无法辨别方向时，从方向和位移两个层面引导待定位人员进入预设路线。附图说明图1给出依据本专利技术一种实施例的路径引导系统100的结构示意图；图2给出图1所示实施例的路径引导系统100内各部件的几何关系示意图；图3给出依据本专利技术一种实施例的另一种路径引导系统300的结构示意图；图4给出依据本专利技术一种实施例的另一种路径引导系统400的结构示意图；图5给出依据本专利技术一种实施例的路径引导系统500的应用场景示意图；图6给出依据本专利技术一种实施例的定位基站600的模块化示意图；图7给出依据本专利技术一种实施例的待定位装置700的模块化示意图；图8出依据本专利技术一种实施例的路径引导方法800的流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图1给出依据本专利技术一种实施例的路径引导系统100的结构示意图。路径引导系统100包括定位系统和中心控制器(图中未示出)，定位系统示例性地包括定位基站系统、测向基站系统以及待定位装置MS。待定位装置MS包含测距天线和测向天线，其中，测距天线和测向天线的距离已知。定位基站系统与测距天线之间进行通信以解算测距天线的位置。测向基站系统与测向天线之间形成通信。定位系统记录测向基站系统与测向天线之间的通信时间信息，并通过通信时间信息、测距天线和测向天线的距离、测距天线的位置和测向基站系统的位置以解算测向天线的位置。在图1所示实施例中，定位基站系统包括定位基站BS1和定位基站BS2，其中，定位基站BS1和定位基站BS2固定在待引导路径中，待定位装置MS为可移动的。在一个实施例中，定位基站BS1和定位基站BS2在待引导路径中的位置预先已知，例如，定位基站已事先铺设在楼宇里的路径中。又在一个实施例中，定位基站BS1和定位基站BS2在待引导路径中的位置预先未知，定位基站BS1和定位基站BS2在待引导路径中以某一已知的参考关系放置，例如，定位基站BS1放置在待引导路径的入口处，定位基站BS2沿待引导路径的某一边界(例如，墙壁)放置，定位基站BS1和定位基站BS2之间可以通过自测距测量彼此之间的距离，从而确定定位基站BS2的位置。在图1所示实施例中，定位基站BS1和定位基站BS2之间的测距是由双程测距实现的。定位基站BS1通过天线ABS1向定位基站BS2发射测距信号S1-2，定位基站BS2接收到测距信号S1-2后再通过天线ABS2将测距信号S1-2返回给定位基站BS1，定位基站BS1通过发射和接收测距信号S1-2的时间差，得到定位基站BS1和定位基站BS2间的距离。定位系统通过定位基站BS1和定位基站BS2在待引导路径中放置的已知的参考关系和定位基站BS1和定位基站BS2之间的距离，得到定位基站BS1和定位基站BS2在待引导路径中的位置。在又一实施例中，定位基站BS1和定位基站BS2在待引导路径中的位置预先未知，定位基站BS2可通过临时铺设实现，铺设设备或铺设人员配置有用于测量定位基站BS2与定位基站BS1之间距离的天线以及用于测量定位基站BS2与定位基站BS1之间相对于某一参照物之间的夹角的天线，通过上述距离和夹角，可确定定位基站BS2的位置。在图1所示的实施例中，待定位装置MS包含测距天线A0，其用于与定位基站BS1和定位基站BS2之间接收或发射测距信号从而通过双程测距来测量测距天线A0与定位基站BS1之间的距离以及测距天线A0与定位基站BS2之间的距离。具体地，在图1所示实施例中，定位基站BS1发射测距信号S1-M，测距天线A0接收测距信号S1-M后再将其返回给定位基站BS1，定位基站BS1通过发射和接收测距信号S1-M的时间差，得到定位基站BS1和测距天线A0间的距离。类似地，定位基站BS2发射测距信号S2-M，测距天线A0接收测距信号S2-M后再将其返回给定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位系统，包括：待定位装置，配置有测距天线和测向天线，测距天线和测向天线的距离已知；定位基站系统，与测距天线之间进行通信以解算测距天线的位置；以及测向基站系统，与测向天线之间形成通信，定位系统记录测向基站系统与测向天线之间通信的时间信息，并通过通信时间信息、测距天线和测向天线的距离、测距天线的位置和测向基站系统的位置以解算测向天线的位置。

【技术特征摘要】
1.一种定位系统，包括：待定位装置，配置有测距天线和测向天线，测距天线和测向天线的距离已知；定位基站系统，与测距天线之间进行通信以解算测距天线的位置；以及测向基站系统，与测向天线之间形成通信，定位系统记录测向基站系统与测向天线之间通信的时间信息，并通过通信时间信息、测距天线和测向天线的距离、测距天线的位置和测向基站系统的位置以解算测向天线的位置。2.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，定位基站系统包括第一定位基站和第二定位基站，其中，第一定位基站和测距天线之间以及第二定位基站和测距天线之间均收发测距信号以测量第一定位基站和测距天线之间以及第二定位基站和测距天线之间的距离从而通过第一定位基站和测距天线之间的距离、第二定位基站和测距天线之间的距离以及第一定位基站和第二定位基站的位置解算测距天线的位置。3.如权利要求2所述的定位系统，其特征在于，第一定位基站的位置已知，第二定位基站的位置通过在第一定位基站和第二定位基站之间收发测距信号以测量出第一定位基站与第二定位基站之间的距离来进行解算。4.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，测向基站系统包括一个测向基站，测向天线包括第一测向天线和第二测向天线，测向基站与第一测向天线和第二测向天线分别进行通信以获得两路通信的通信时间差，定位系统通过通信时间差、测距天线与第一测向天线的距离、测距天线的位置和测向基站的位置以解算第一测向天线的位置。5.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，测向基站系统包括第一测向基站和第二测向基站，第一测向基站和第二测向基站与测向天线分别进行通信以获得两路通信的通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓章，王衡，陈蜀驿，
申请(专利权)人：四川中电昆辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51