一种基于室内精确定位的位置监控系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于室内精确定位的位置监控系统和方法。至少三个超声波信号发射单元，分别布置在室内各自固定位置处，分别用于发送超声波定位信号，所述至少三个超声波信号发射单元不在同一条直线上，也不在同一个圆周上；可穿戴设备，用于从所述至少三个超声波信号发射单元分别接收超声波定位信号，计算与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离，并基于与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离确定所述可穿戴设备的室内坐标，将所述室内坐标发送到云端；智能终端，用于从云端获取所述室内坐标，并根据时间信息和所述室内坐标确定可穿戴设备的状态模式，当判定所述状态模式异常时，发出报警指令。

A position monitoring system and method based on indoor accurate positioning

The invention provides a position monitoring system and method based on indoor accurate positioning. At least three ultrasonic signal transmitting unit are respectively arranged in the interior of each fixed position, respectively for transmitting ultrasonic positioning signal, wherein at least three ultrasonic signal transmitting unit is not on the same line, nor in the same circumference; wearable devices, used from the at least three ultrasonic signal transmitting unit respectively receive the ultrasonic positioning signal, and calculate the at least three ultrasonic signal transmitting unit based on their distance, and indoor coordinate with the at least three respective distance ultrasonic signal transmitting unit determines that the wearable device, sending the indoor coordinates to the cloud; intelligent terminal, for obtaining the indoor the coordinates from the cloud, and according to the time information and the indoor coordinate state model of wearable devices, when determining that the state pattern is abnormal, hair Out of the alarm instruction.

【技术实现步骤摘要】
一种基于室内精确定位的位置监控系统和方法
本专利技术实施方式涉及光电
，更具体地，涉及一种基于室内精确定位的位置监控系统和方法。
技术介绍
社会老龄化的趋势越来越明显，老人如何养老已成为社会非常关注的问题。老人养老的方式目前主要是养老院和社区养老，其共同点是看护人员不足，不能实时监控老人的状态。摔跤、突发疾病是对老人最大的威胁，本专利提出一种基于超声波精准定位的方法，对老人的位置进行监测，并对老人的习惯进行学习，一旦老人发生状况，会向监测终端发送报警信息，告知相关人员进行查看。比如，智能终端通过对老人佩戴的设备进行定位，通过老人的运动轨迹学习老人的生活习惯，可知老人平时八点到九点半坐在沙发的位置看电视，但是当十点了，老人还一直处于沙发的位置没变，则监护人可以打电话咨询老人，也可以上门查看，防止老人身体突发状况引起不可逆转的事情。基于位置定位基本都是采用wifi，蓝牙等进行定位，精度都不足以定位人的位置信息。虽然超声波传输时具有一定的衰减，在室内测距已经完全满足要求，而超声波装置具有价格低廉，装置简单、经济实用、工作非常稳定的优点。定位精度更是可以达到厘米级别，可以定位人位置及房间内各物体的位置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施方式提出一种基于室内精确定位的位置监控系统和方法。本专利技术实施方式的技术方案如下：一种基于室内精确定位的位置监控系统，包括：至少三个超声波信号发射单元，分别布置在室内各自固定位置处，分别用于发送超声波定位信号，所述至少三个超声波信号发射单元不在同一条直线上，也不在同一个圆周上；可穿戴设备，用于从所述至少三个超声波信号发射单元分别接收超声波定位信号，计算与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离，并基于与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离确定所述可穿戴设备的室内坐标，将所述室内坐标发送到云端；智能终端，用于从云端获取所述室内坐标，并根据时间信息和所述室内坐标确定可穿戴设备的状态模式，当判定所述状态模式异常时，发出报警指令。在一个实施方式中，所述超声波信号发射单元为三个，所述超声波信号发射单元之间时间同步且所述可穿戴设备与所述超声波信号发射单元时间同步；可穿戴设备，用于基于下列公式计算所述可穿戴设备的室内坐标(x、y、z)：[(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2]1/2＝d1；[(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2]1/2＝d2；[(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2]1/2＝d3；其中：(x、y、z)为可穿戴设备的室内坐标；(x1、y1、z1)为第一个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x2、y2、z2)为第二个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x3、y3、z3)为第三个超声波信号发射单元在室内的坐标；d1为可穿戴设备与第一个超声波信号发射单元的计算距离；d2为可穿戴设备与第二个超声波信号发射单元的计算距离；d3为可穿戴设备与第三个超声波信号发射单元的计算距离。在一个实施方式中，所述超声波信号发射单元为四个，所述超声波信号发射单元之间时间同步且所述可穿戴设备与所述超声波信号发射单元不时间同步；可穿戴设备，用于基于下列公式计算室内坐标(x、y、z)及r0：[(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2]1/2+r0＝d1；[(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2]1/2+r0＝d2；[(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2]1/2+r0＝d3；[(x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2]1/2+r0＝d4；其中：(x、y、z)为可穿戴设备的室内坐标；(x1、y1、z1)为第一个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x2、y2、z2)为第二个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x3、y3、z3)为第三个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x4、y4、z4)为第四个超声波信号发射单元在室内的坐标；d1为可穿戴设备与第一个超声波信号发射单元的计算距离；d2为可穿戴设备与第二个超声波信号发射单元的计算距离；d3为可穿戴设备与第三个超声波信号发射单元的计算距离；d4为可穿戴设备与第四个超声波信号发射单元的计算距离；r0为可穿戴设备与所述超声波信号发射单元不时间同步所导致的距离误差。在一个实施方式中，所述至少三个超声波信号发射单元中包含一个主设备，所述主设备还用于发送包含室内地图标识的超声波信号；可穿戴设备，还用于将所述室内地图标识发送到云端；智能终端，还用于从云端获取对应于所述室内地图标识的室内地图，并将所述室内坐标映射到所述室内地图上。在一个实施方式中，智能终端，还用于预先保存对应于该时间信息的默认状态模式，当所述可穿戴设备的状态模式与所述对应于该时间信息的默认状态模式不匹配时，判定所述状态模式异常。在一个实施方式中，智能终端，还用于基于室内坐标历史数据学习对应于该时间信息的默认状态模式，当所述可穿戴设备的状态模式与所述对应于该时间信息的默认状态模式不匹配时，判定所述状态模式异常。在一个实施方式中，所述可穿戴设备为手环、项链、脚环、脚链或项圈。一种基于室内精确定位的位置监控方法，包括：分别布置在室内各自固定位置处的至少三个超声波信号发射单元，分别发送超声波定位信号，其中所述至少三个超声波信号发射单元不在同一条直线上，也不在同一个圆周上；可穿戴设备从所述至少三个超声波信号发射单元分别接收超声波定位信号，计算与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离，并基于与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离确定所述可穿戴设备的室内坐标，将所述室内坐标发送到云端；智能终端从云端获取所述室内坐标，并根据时间信息和所述室内坐标确定可穿戴设备的状态模式，当判定所述状态模式异常时，发出报警指令。在一个实施方式中，所述超声波信号发射单元为三个，所述超声波信号发射单元之间时间同步且所述可穿戴设备与所述超声波信号发射单元时间同步；可穿戴设备基于下列公式计算所述可穿戴设备的室内坐标(x、y、z)：[(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2]1/2＝d1；[(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2]1/2＝d2；[(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2]1/2＝d3；其中：(x、y、z)为可穿戴设备的室内坐标；(x1、y1、z1)为第一个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x2、y2、z2)为第二个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x3、y3、z3)为第三个超声波信号发射单元在室内的坐标；d1为可穿戴设备与第一个超声波信号发射单元的计算距离；d2为可穿戴设备与第二个超声波信号发射单元的计算距离；d3为可穿戴设备与第三个超声波信号发射单元的计算距离；或所述超声波信号发射单元为四个，所述超声波信号发射单元之间时间同步且所述可穿戴设备与所述超声波信号发射单元不时间同步；可穿戴设备基于下列公式计算室内坐标(x、y、z)及r0：[(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2]1/2+r0＝d1；[(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2]1/2+r0＝d2；[(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2]1/2+r0＝d3；[(x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2]1/2+r0＝d4；其中：(x、y、z)为可穿戴设备的室内坐标；(x1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于室内精确定位的位置监控系统，其特征在于，包括：至少三个超声波信号发射单元，分别布置在室内各自固定位置处，分别用于发送超声波定位信号，所述至少三个超声波信号发射单元不在同一条直线上，也不在同一个圆周上；可穿戴设备，用于从所述至少三个超声波信号发射单元分别接收超声波定位信号，计算与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离，并基于与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离确定所述可穿戴设备的室内坐标，将所述室内坐标发送到云端；智能终端，用于从云端获取所述室内坐标，并根据时间信息和所述室内坐标确定可穿戴设备的状态模式，当判定所述状态模式异常时，发出报警指令。

【技术特征摘要】
1.一种基于室内精确定位的位置监控系统，其特征在于，包括：至少三个超声波信号发射单元，分别布置在室内各自固定位置处，分别用于发送超声波定位信号，所述至少三个超声波信号发射单元不在同一条直线上，也不在同一个圆周上；可穿戴设备，用于从所述至少三个超声波信号发射单元分别接收超声波定位信号，计算与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离，并基于与所述至少三个超声波信号发射单元的各自距离确定所述可穿戴设备的室内坐标，将所述室内坐标发送到云端；智能终端，用于从云端获取所述室内坐标，并根据时间信息和所述室内坐标确定可穿戴设备的状态模式，当判定所述状态模式异常时，发出报警指令。2.根据权利要求1所述的基于室内精确定位的位置监控系统，其特征在于，所述超声波信号发射单元为三个，所述超声波信号发射单元之间时间同步且所述可穿戴设备与所述超声波信号发射单元时间同步；可穿戴设备，用于基于下列公式计算所述可穿戴设备的室内坐标(x、y、z)：[(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2]1/2＝d1；[(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2]1/2＝d2；[(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2]1/2＝d3；其中：(x、y、z)为可穿戴设备的室内坐标；(x1、y1、z1)为第一个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x2、y2、z2)为第二个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x3、y3、z3)为第三个超声波信号发射单元在室内的坐标；d1为可穿戴设备与第一个超声波信号发射单元的计算距离；d2为可穿戴设备与第二个超声波信号发射单元的计算距离；d3为可穿戴设备与第三个超声波信号发射单元的计算距离。3.根据权利要求1所述的基于室内精确定位的位置监控系统，其特征在于，所述超声波信号发射单元为四个，所述超声波信号发射单元之间时间同步且所述可穿戴设备与所述超声波信号发射单元不时间同步；可穿戴设备，用于基于下列公式计算室内坐标(x、y、z)及r0：[(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2]1/2+r0＝d1；[(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2]1/2+r0＝d2；[(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2]1/2+r0＝d3；[(x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2]1/2+r0＝d4；其中：(x、y、z)为可穿戴设备的室内坐标；(x1、y1、z1)为第一个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x2、y2、z2)为第二个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x3、y3、z3)为第三个超声波信号发射单元在室内的坐标；(x4、y4、z4)为第四个超声波信号发射单元在室内的坐标；d1为可穿戴设备与第一个超声波信号发射单元的计算距离；d2为可穿戴设备与第二个超声波信号发射单元的计算距离；d3为可穿戴设备与第三个超声波信号发射单元的计算距离；d4为可穿戴设备与第四个超声波信号发射单元的计算距离；r0为可穿戴设备与所述超声波信号发射单元不时间同步所导致的距离误差。4.根据权利要求1所述的基于室内精确定位的位置监控系统，其特征在于，所述至少三个超声波信号发射单元中包含一个主设备，所述主设备还用于发送包含室内地图标识的超声波信号；可穿戴设备，还用于将所述室内地图标识发送到云端；智能终端，还用于从云端获取对应于所述室内地图标识的室内地图，并将所述室内坐标映射到所述室内地图上。5.根据权利要求1所述的基于室内精确定位的位置监控系统，其特征在于，智能终端，还用于预先保存对应于该时间信息的默认状态模式，当所述可穿戴设备的状态模式与所述对应于该时间信息的默认状态模式不匹配时，判定所述状态模式异常。6.根据权利要求1所述的基于室内精确定位的位置监控系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梓瑞，
申请(专利权)人：王梓瑞，
类型：发明
国别省市：江苏,32