本发明专利技术适用于定位技术领域，提供了一种室内定位装置，包括底座、光源、旋转件、旋转外壳及控制器；旋转外壳划分为多个编码圈，每个编码圈划分为多个编码位，编码位在纬度方向的角度为360/N度，不同编码圈的编码位排布方式不同；编码圈中若干个编码位为透光状态，不存在连续两个以上非透光编码位，若干个特定方式排布的编码位构成起始位及结束位；每个编码圈中包括一个特殊编码位；底座还设有光耦合器，旋转件面对底座的一侧设有挡光片，旋转件带动挡光片每穿过卡槽一次，光源发生一次频率跳变。本发明专利技术通过特殊的旋转外壳及跳变光源，结合接收端感应光信号实现定位，结构简洁而定位方法新颖、准确、稳定性好、成本低，适于室内高精度定位。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于定位
，特别涉及。
技术介绍
随着科技的进步和社会经济的发展，人们对室内定位服务的需求与日俱增，在一 些公共场所，如商场、机场、展厅、写字楼、仓库、地下停车场等，精确的室内定位信息，能够 方便用户购物、出行、查找室内目标等；能够对可用空间和库存物资实现高效管理；能够导 航警察、消防员、士兵、医务工作人员完成特定的室内任务。智能空间、普适计算等都离不开 位置服务，因此室内定位具有广阔的应用前景。GPS虽然在室外定位方面能满足很多应用的 需求，但是由于建筑物墙壁、室内物体等对信号的阻挡等，在室内环境中其信号很弱或者没 有，因此在室内环境中很难使用GPS来进行定位。 国内外关于室内定位技术的研宄比较丰富，根据定位原理有邻近检测、指纹匹配 和多边/角度方法等。邻近检测方法将检测到的信号源位置作为定位位置，精度较低。指纹 匹配方法利用室内环境中的信号特征匹配能够得到较好的定位精度，但定位结果易受室内 多径效应和环境变化等影响，定位结果不稳定，精度不高，且需建立指纹数据库，工作繁琐。 而多边/角度方法需要先通过TOA、TDOA、AOA等算法精确测量定位点到参考点的距离/角 度等信息，再利用三边测量法等对目标进行定位。如果参考节点位置信息准确、测量距离准 确，就可以精确地测得目标节点的位置，但在实际测量中这些数据值会存在误差，影响定位 结果。如需室内全覆盖，还需布置大量的参考点，成本较高。 申请号为CN201110054768. 3的专利提出了基于RSSI的加权三边定位方法，局限 之处在于该方法不能精确测得节点间的距离，从而使定位误差较大。 申请号为CN201210290193.X的专利提出基于矩阵相关的WLAN室内定位方法，局 限之处在于采集室内环境特征指纹需要大量的人力物力，且由于室内环境复杂，多径效应 明显，无线信号易受影响，定位精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种室内定位装置，旨在简化定位装置的结构，且定位精 度高，稳定性好，成本低。 本专利技术是这样实现的，一种室内定位装置，其特征在于，包括底座、设于所述底座 上的光源、旋转件、设置于所述旋转件上的旋转外壳，以及控制器； 所述旋转外壳为半球面状的壳体或者是由多个小平面或环形面拼接形成的外切 于一个半球面的壳体；所述光源的发光点位于所述半球面的球心处； 所述旋转外壳划分为多个平行于炜线的编码圈，每个编码圈在经度方向相对光源 的角度α已知；每个编码圈划分为多个编码位，所述编码位在炜度方向相对该编码圈的中 心点的角度β为360/Ν度，其中N为一个编码圈中的编码位的数量，不同编码圈的编码位 排布方式不同； 在每个编码圈中，若干个编码位为透光状态，且不存在连续两个或多个非透光的 编码位，若干个特定方式排布的编码位构成该编码圈的起始位及结束位； 每个编码圈中包括一个与其他编码位形状不同的特殊编码位，所述特殊编码位的 宽度在经度方向具有预设的变化规律； 所述底座还设有具有卡槽的光耦合器，所述旋转件面对所述底座的一侧设有挡光 片，所述旋转件带动所述挡光片每穿过卡槽一次，所述控制器控制所述光源发生一次频率 跳变； 所述室内定位装置还包括接收端，用于放置在待定位点感应光信号并检测频率跳 变点，并根据所述光信号和频率跳变点进行定位。 本专利技术的另一目的在于提供基于上述室内定位装置的室内定位方法，包括下述步 骤： 驱动旋转外壳进行旋转，使所述旋转外壳由光源投影至待定位点所在水平面的投 影光圈也随之旋转； 由位于待定位点的接收端感应光信号，根据所述光信号确定其所在的投影光圈， 进而确定该投影光圈的内沿与光源之间的连线和所述旋转外壳的转轴之间的角度M= r*a，其中，r为待定位点所在投影光圈的内侧的投影光圈数目； 根据接收端感应到的特殊编码位的宽度确定待定位点与其所在投影光圈的内沿 相对光源的夹角△ Θ%进而确定待定位点和光源之间的连线与所述转轴之间的角度Θ = θ Γ+Δ Θ r； 定义挡光片穿过卡槽时，所述起始位及结束位的末端在水平面上的投影所指的方 向为初始方向，由所述接收端检测光源的频率跳变点及所述起始位及结束位的末端，确定 所述待定位点所在的编码位投影的前沿与所述初始方向的夹角ω、 根据接收端检测到频率跳变点之后连续采集的透光编码位数据确定发生频率跳 变时待定位点与其所在编码位投影的前沿相对投影光圈中心的夹角△ ω%进而确定待定 位点与所述初始方向之间的角度ω = ω%Λ ω% 根据所述角度θ和角度ω确定待定位点的位置。 本专利技术实施例提供的定位装置，通过设置特殊结构的旋转外壳，并设计光源频率 的跳变规律，通过一个信号接收端感应光信号，根据旋转外壳的编码圈、编码位及特殊编码 位的设置，结合采集的光信号，通过上述方法可计算出室内空间某点的坐标，装置结构简洁 而定位方法新颖、准确、稳定性好，不需耗费大量人力物力采集指纹等数据，不需设置大量 参考点，不易受外界环境影响，精度高且稳定性好，成本低，适用于室内高精度定位。【附图说明】 图1是本专利技术实施例提供的室内定位装置结构图； 图2是本专利技术实施例提供的室内定位装置的旋转外壳的立体结构示意图； 图3是本专利技术实施例提供的室内定位装置的旋转外壳的俯视结构示意图； 图4是本专利技术实施例提供的室内定位装置的工作状态示意图； 图5是本专利技术实施例提供的室内定位装置的旋转外壳的投影示意图； 图6是在预设坐标系中进行定位的示意图； 图7是本专利技术实施例提供的室内定位装置的接收端结构示意图。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述： 请参考图1~3,本专利技术实施例提供一种室内定位装置，包括底座1、设于底座1上 的光源2、旋转件3、设置于旋转件3上的旋转外壳4,还包括可以控制光源2发生频率跳变 的控制器5。其中，旋转件3可以由驱动电机6驱动旋转，该驱动电机6也可以内置于底座1 中。该旋转件3具体可以包括一圆环，旋转外壳4固定在圆环上，可跟随圆环同步转动。该 旋转外壳4为半球面状的壳体或者是由多个小平面或环形面拼接形成的外切于一个半球 面的壳体，总之，该旋转外壳4为半球面形或者具有一半球面形的基面，其横截面（垂直于 转轴的截面）为圆形或者为正多边形，光源2的发光点位于半球面的球心处。该旋转外壳 4划分为多个平行于炜线的编码圈41，每个编码圈41在经度方向相对光源2的角度α已 知，且优选为每个编码圈41的角度α都相等。另外，每个编码圈41还划分为多个编码位 411，编码位411沿着炜线方向依次排列，每个编码位411在炜度方向相对该编码圈41的中 心点的角度β都相等，为360/Ν度，其中N为一个编码圈41中的编码位411的数量。为了 在定位时区分不同的编码圈41，需要使不同编码圈41的编码位411排布方式不同，即每个 编码圈41都有其特殊性。进一步地，在每个编码圈41中，若干个编码位411为透光状态，其 他编码位411为非透光状态，且不存在连续两个或多个非透光的编码位411，若干个特定方 式排布的编码位411构成该编本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种室内定位装置，其特征在于，包括底座、设于所述底座上的光源、旋转件、设置于所述旋转件上的旋转外壳，以及控制器；所述旋转外壳为半球面状的壳体或者是由多个小平面或环形面拼接形成的外切于一个半球面的壳体；所述光源的发光点位于所述半球面的球心处；所述旋转外壳划分为多个平行于纬线的编码圈，每个编码圈在经度方向相对光源的角度α已知；每个编码圈划分为多个编码位，所述编码位在纬度方向相对该编码圈的中心点的角度β为360/N度，其中N为一个编码圈中的编码位的数量，不同编码圈的编码位排布方式不同；在每个编码圈中，若干个编码位为透光状态，且不存在连续两个或多个非透光的编码位，若干个特定方式排布的编码位构成该编码圈的起始位及结束位；每个编码圈中包括一个与其他编码位形状不同的特殊编码位，所述特殊编码位的宽度在经度方向具有预设的变化规律；所述底座还设有具有卡槽的光耦合器，所述旋转件面对所述底座的一侧设有挡光片，所述旋转件带动所述挡光片每穿过卡槽一次，所述控制器控制所述光源发生一次频率跳变；所述室内定位装置还包括接收端，用于放置在待定位点感应光信号并检测频率跳变点，并根据所述光信号和频率跳变点进行定位。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢波，谭光，肖钟凯，毛成华，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。