基于可移动基站的定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可移动基站的定位方法及系统，所述方法包括：S1，根据uwb定位技术进行测距，获得各个基站之间的距离及基站与电子标签之间的距离；所述的基站由各个安保人员随身佩戴，所述的电子标签由被保护人员随身佩戴；S2，建立临时坐标系；获得建立临时坐标系的基站的临时坐标；S3，根据建立临时坐标系的基站的临时坐标及电子标签和其他基站与其之间的距离，获得电子标签和其他基站在临时坐标系中的坐标，并显示电子标签和所有基站的临时坐标。本发明专利技术获得了被保护人员与安保人员的相对位置关系，从而可以方便进行远程指挥；该技术可适用于室内或室外，而且在人员静止或移动的场景均可适用。

【技术实现步骤摘要】
基于可移动基站的定位方法及系统
本专利技术涉及一种基于可移动基站的定位方法及系统，属于移动定位

技术介绍
随着科技的发展，人们对于定位的需求日益增大，比如在人员定位、车辆定位和物品定位等领域定位技术都得到了广泛的应用，具有广阔的发展前景；同时人们对于定位的要求也越来越高，不仅仅局限于相对静止的室内环境中，还需要在移动的场景中进行定位，比如某位重要人物出行，往往会安排一些保镖随行。但是由于保镖与被保护人物的移动位置关系无法远程获得，因而一旦遇到不可预知的意外情况，根本无法根据现场情况指挥保镖执行相应的行动，而保镖又缺乏相应的处理经验，那么很有可能就会造成不可挽回的局面。目前主要的定位技术有：GPS定位、ZigBee定位等，但是由于GPS定位技术是利用卫星无线RF信号进行测距定位，它的缺陷就是无法在室内进行定位；而ZigBee定位又需要提前预设多个参考节点，但是由于人出行的路线多样，路程长短不定，因而提前预设定位参考节点不仅成本较高，很多时候并不现实。因而急需进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于可移动基站的定位方法及系统，它可以有效解决现有技术中存在的问题，可以准确的在室内外进行移动定位，获取某个人与其他人之间的位置关系。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于可移动基站的定位方法，包括以下步骤：S1，根据uwb定位技术进行测距，获得各个基站之间的距离及基站与电子标签之间的距离；所述的基站由各个安保人员随身佩戴，所述的电子标签由被保护人员随身佩戴；S2，建立临时坐标系：首先启动作为原点的基站，然后以启动的第二个基站与第一个基站之间的直线作为x轴，并以第二个基站相对于第一个基站的方向作为x轴的正方向；以启动的第三个基站相对于x轴的方向作为y轴的正方向；获得建立临时坐标系的基站的临时坐标；S3，根据建立临时坐标系的基站的临时坐标及电子标签和其他基站与其之间的距离，获得电子标签和其他基站在临时坐标系中的坐标，并显示电子标签和所有基站的临时坐标。优选的，步骤S1中，所述的各个基站之间的距离及基站与电子标签之间的距离均发送至临时坐标系中作为原点的基站，由作为原点的基站进行临时坐标系的建立，及计算获得被保护人员和各个安保人员在临时坐标系中的临时坐标；其中，所述的基站及电子标签中均设有uwb模块，由于uwb模块可以快速的测距及传输发送信息，从而通过将所有的距离信息发送至作为原点的基站进行处理(而不是发送另外的控制中心服务器进行处理)，从而大大提高了数据的传输效率，进而提高了定位效率。优选的，步骤S2中，各个基站启动的先后顺序通过以下方法确定：被保护人员随身佩戴的电子标签发射信号；已启动的基站接收到电子标签的信号后，反馈信号至电子标签；电子标签根据反馈信号获得其与各个已启动基站之间的距离并即时发送至作为原点的基站；作为原点的基站根据接收到的电子标签发送的其与各个已启动基站之间的距离信息的先后顺序，判断各个基站启动的先后顺序；其中，作为原点的基站最先启动。通过以上方法，从而可以快速、准确的确定基站启动的先后顺序，从而为临时坐标系的自动建立奠定基础。优选的，步骤S3还包括：根据距离电子标签最近的三个基站的临时坐标及所述最近的三个基站与电子标签之间的距离，获得被保护人员在临时坐标系中的临时坐标，由于信号发射具有能量损耗，因而采用距离被保护人员最近的三个基站的临时坐标来进行定位，定位更加准确。前述的基于可移动基站的定位方法中，还包括：在临时坐标系中加入新的基站或新的电子标签，根据其他原有基站或电子标签的临时坐标及其他原有基站或电子标签与该新加入基站或新加入电子标签之间的距离，获得新加入基站或电子标签在临时坐标系中的临时坐标。体现了本专利技术的系统具有很好的鲁棒性，扩展灵活、方便。实现前述方法的一种基于可移动基站的定位系统，包括：一个或多个电子标签、三个以上基站和控制中心服务器，所述的电子标签由被保护人员随身佩戴；所述的基站由各个安保人员随身佩戴；所述的基站用于建立临时坐标系，其中，作为原点的基站分别与其他基站、电子标签及控制中心服务器无线连接，所述的基站和电子标签中均设有uwb模块；作为原点的基站上还设有处理器模块，所述的处理器模块与uwb模块连接。优选的，所述的电子标签为高频脉冲定位标签，所述的基站为高频脉冲定位基站，由于UWB信号无需载波，而是使用间歇的脉冲来发送数据，且脉冲持续的时间很短(一般在0.20～1.5ns之间)，有很低的占空因数，传输效率较高；所需的电源功率也很低(50～70mW的电源)，是蓝牙技术的十分之一；因而采用高频可以实现更精准的定位。优选的，所述的基站还包括高频脉冲发生器和功率放大器，所述的高频脉冲发生器分别与uwb模块和功率放大器连接，功率放大器与uwb模块连接；所述的作为原点的基站还包括：双工射频传输模块，所述的双工射频传输模块分别与功率放大器和控制中心服务器连接，从而可以提高定位精度和效率。优选的，还包括GPRS通信单元和无线网关模块，所述的无线网关模块分别与GPRS通信单元和控制中心服务器连接，GPRS通信单元与作为原点的基站连接，从而可以实现远程指挥。优选的，其他基站之间无线连接，其他基站与电子标签之间无线连接，从而当其他基站或电子标签与作为原点的基站之间的距离大于50m时，可以通过其他基站进行中转，从而最终准确的将基站之间及基站与电子标签之间的距离信息都发送至作为原点的基站中。本专利技术中，所述的uwb模块采用DWM1000模块，处理器模块采用STM32芯片，从而可以提高数据处理能力，同时降低功耗。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、通过在各个安保人员身上佩戴可移动基站，在被保护人员身上佩戴电子标签，然后利用uwb定位技术进行测距，再根据获得的距离信息建立临时坐标系，从而进一步获得了被保护人员及所有安保人员在临时坐标系中的坐标信息，也即可以高效的获得被保护人员与安保人员的位置关系，从而可以方便进行远程指挥；该技术可适用于室内或室外，而且在人员静止或移动的场景均可适用；2、本专利技术的系统扩展灵活、方便，鲁棒性较好；3、本专利技术根据距离电子标签最近的三个基站的临时坐标及所述最近的三个基站与电子标签之间的距离，获得被保护人员在临时坐标系中的临时坐标，由于信号发射具有能量损耗，因而采用距离被保护人员最近的三个基站的临时坐标来进行定位，定位更加准确；4、本专利技术中所述的各个基站之间的距离及基站与电子标签之间的距离均发送至临时坐标系中作为原点的基站，由作为原点的基站进行临时坐标系的建立，及计算获得被保护人员和各个安保人员在临时坐标系中的临时坐标，从而通过将所有的距离信息发送至作为原点的基站进行处理(而不是发送另外的控制中心服务器进行处理)，从而大大提高了数据的传输效率，进而提高了定位效率；5、本专利技术中通过利用电子标签发送的其与各个已启动基站之间的距离信息的先后顺序，判断各个基站启动的先后顺序，由于利用uwb定位技术进行测距速度非常快，且各个基站与电子标签之间的距离差别不大，从而可以快速、准确的确定基站启动的先后顺序，从而为临时坐标系的自动建立奠定基础；6、本专利技术中所述的电子标签由被保护人员随身佩戴；所述的基站由各个安保人员随身佩戴，通过利用设置在基站和电子标签中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可移动基站的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据uwb定位技术进行测距，获得各个基站之间的距离及基站与电子标签之间的距离；所述的基站由各个安保人员随身佩戴，所述的电子标签由被保护人员随身佩戴；S2，建立临时坐标系：首先启动作为原点的基站，然后以启动的第二个基站与第一个基站之间的直线作为x轴，并以第二个基站相对于第一个基站的方向作为x轴的正方向；以启动的第三个基站相对于x轴的方向作为y轴的正方向；获得建立临时坐标系的基站的临时坐标；S3，根据建立临时坐标系的基站的临时坐标及电子标签和其他基站与其之间的距离，获得电子标签和其他基站在临时坐标系中的坐标，并显示电子标签和所有基站的临时坐标。

【技术特征摘要】
1.一种基于可移动基站的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据uwb定位技术进行测距，获得各个基站之间的距离及基站与电子标签之间的距离；所述的基站由各个安保人员随身佩戴，所述的电子标签由被保护人员随身佩戴；S2，建立临时坐标系：首先启动作为原点的基站，然后以启动的第二个基站与第一个基站之间的直线作为x轴，并以第二个基站相对于第一个基站的方向作为x轴的正方向；以启动的第三个基站相对于x轴的方向作为y轴的正方向；获得建立临时坐标系的基站的临时坐标；S3，根据建立临时坐标系的基站的临时坐标及电子标签和其他基站与其之间的距离，获得电子标签和其他基站在临时坐标系中的坐标，并显示电子标签和所有基站的临时坐标。2.根据权利要求1所述的基于可移动基站的定位方法，其特征在于，步骤S1中，所述的各个基站之间的距离及基站与电子标签之间的距离均发送至临时坐标系中作为原点的基站，由作为原点的基站进行临时坐标系的建立，及计算获得被保护人员和各个安保人员在临时坐标系中的临时坐标；其中，所述的基站及电子标签中均设有uwb模块(9)。3.根据权利要求1所述的基于可移动基站的定位方法，其特征在于，步骤S2中，各个基站启动的先后顺序通过以下方法确定：被保护人员随身佩戴的电子标签发射信号；已启动的基站接收到电子标签的信号后，反馈信号至电子标签；电子标签根据反馈信号获得其与各个已启动基站之间的距离并即时发送至作为原点的基站；作为原点的基站根据接收到的电子标签发送的其与各个已启动基站之间的距离信息的先后顺序，判断各个基站启动的先后顺序；其中，作为原点的基站最先启动。4.根据权利要求1所述的基于可移动基站的定位方法，其特征在于，步骤S3还包括：根据距离电子标签最近的三个基站的临时坐标及所述最近的三个基站与电子标签之间的距离，获得被保护人员在临时坐标系中的临时坐标。5.根据权利要求1所述的基于可移动基站的定位方法，其特征在于，还包括：在临时坐标系中加入新的基站或新的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰民，高军，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13