一种定位基站、系统和方法技术方案

本申请公开了一种定位基站、系统和方法，涉及通信定位领域。该基站包括：第一天线阵列、第二天线阵列、超宽带信号鉴相器和控制器；第一天线阵列包括两个天线，第二天线阵列包括两个天线，第一天线阵列和第二天线阵列正交；第一天线阵列和第二天线阵列分别接收待定位的标签发送的信号；超宽带信号鉴相器用于确定第一天线阵列的第一相位差和第二天线阵列的第二相位差；控制器用于确定标签相对于第一天线阵列的第一角度θ1及标签相对于第二天线阵列的第二角度θ2；根据第一角度θ1和第二角度θ2，基站与标签之间的距离，定位出标签的三维坐标。本申请降低了定位的成本和复杂度。

A Location Base Station, System and Method

The present application discloses a positioning base station, a system and a method, and relates to the field of communication positioning. The base station includes: the first antenna array, the second antenna array, the ultra-wideband signal phase discriminator and controller; the first antenna array includes two antennas, the second antenna array includes two antennas, the first antenna array and the second antenna array are orthogonal; the first antenna array and the second antenna array receive signals sent by tags to be located, respectively; the ultra-wideband signal phase discriminator is used for determination. The first phase difference of the first antenna array and the second phase difference of the second antenna array; the controller is used to determine the first angle theta 1 of the tag relative to the first antenna array and the second angle theta 2 of the tag relative to the second antenna array; according to the first angle theta 1 and the second angle theta 2, the distance between the base station and the tag, the three-dimensional coordinates of the tag are located. This application reduces the cost and complexity of positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种定位基站、系统和方法
本申请涉及通信定位领域，特别是涉及一种定位基站、系统和方法。
技术介绍
传统的UWB(UltraWideband，超宽带)定位系统在进行区域内平面定位时，至少需要3个基站才能完成定位，部署复杂，成本高昂。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种定位基站、系统和方法，以降低定位的成本和复杂度。根据本申请的一个方面，提供了一种定位基站，包括：第一天线阵列、第二天线阵列、超宽带信号鉴相器和控制器；所述第一天线阵列、第二天线阵列和控制器均与所述超宽带信号鉴相器电连接，所述第一天线阵列包括两个天线，所述第二天线阵列包括两个天线，且所述第一天线阵列和所述第二天线阵列正交；所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收待定位的标签发送的信号；所述超宽带信号鉴相器用于根据所述第一天线阵列和第二天线阵列接收到的信号，确定所述第一天线阵列的第一相位差和所述第二天线阵列的第二相位差；所述控制器用于根据所述第一相位差、所述第一天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第一天线阵列的第一角度θ1，根据所述第二相位差、所述第二天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第二天线阵列的第二角度θ2；所述控制器还用于根据所述第一角度θ1和第二角度θ2，所述基站与所述标签之间的距离，定位出所述标签的三维坐标；或者，将所述第一角度θ1和第二角度θ2以及所述基站与所述标签之间的距离，发送给服务器或所述标签以定位出所述标签的三维坐标。可选地，所述基站所在平面为第一平面，与所述第一平面相垂直的平面为垂直平面，所述基站与所述标签之间的距离为Distance；所述控制器用于确定与所述垂直平面夹角为所述第一角度θ1的第二平面，以及与所述垂直平面夹角为所述第二角度θ2的第三平面，得到所述第二平面与所述第三平面的交线，在所述交线上定位出距离所述基站长度为所述Distance的点，得到所述标签的三维坐标。可选地，所述第一天线阵列包括天线A和天线B，所述第二天线阵列包括所述天线B和天线C；或，所述第一天线阵列包括天线G和天线H，所述第二天线阵列包括天线J和天线K。可选地，所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收所述标签发送的第一信号；所述超宽带信号鉴相器用于确定所述第一信号到达所述第一天线阵列内两个天线的相位差作为所述第一天线阵列的第一相位差，确定所述第一信号到达所述第二天线阵列内两个天线的相位差作为所述第二天线阵列的第二相位差；或，所述第一天线阵列内两个天线分别接收所述标签发送的第二信号，所述第二天线阵列内两个天线分别接收所述标签发送的第三信号；所述超宽带信号鉴相器用于确定所述第二信号到达所述第一天线阵列内两个天线的相位差作为所述第一天线阵列的第一相位差，确定所述第三信号到达所述第二天线阵列内两个天线的相位差作为所述第二天线阵列的第二相位差。根据本申请的另一个方面，提供了一种定位系统，包括：第一基站和第二基站；所述第一基站包括：第一天线阵列、第二天线阵列、第一超宽带信号鉴相器和第一控制器；所述第一天线阵列、第二天线阵列和第一控制器均与所述第一超宽带信号鉴相器电连接，且所述第一天线阵列包括两个天线，所述第二天线阵列包括两个天线，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列正交；所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收待定位的标签发送的信号；所述第一超宽带信号鉴相器用于根据所述第一天线阵列和第二天线阵列接收到的信号，确定所述第一天线阵列的第一相位差和所述第二天线阵列的第二相位差；所述第一控制器用于根据所述第一相位差、所述第一天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第一天线阵列的第一角度θ1，根据所述第二相位差、所述第二天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第二天线阵列的第二角度θ2；所述第二基站包括：第三天线阵列、第四天线阵列、第二超宽带信号鉴相器和第二控制器；所述第三天线阵列、第四天线阵列和第二控制器均与所述第二超宽带信号鉴相器电连接，且所述第三天线阵列包括两个天线，所述第四天线阵列包括两个天线，所述第三天线阵列和所述第四天线阵列正交；所述第三天线阵列和第四天线阵列分别接收所述标签发送的信号；所述第二超宽带信号鉴相器用于根据所述第三天线阵列和第四天线阵列接收到的信号，确定所述第三天线阵列的第三相位差和所述第四天线阵列的第四相位差；所述第二控制器用于根据所述第三相位差、所述第三天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第三天线阵列的第三角度θ3，根据所述第四相位差、所述第四天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第四天线阵列的第四角度θ4；所述系统还用于根据所述第一角度θ1、第二角度θ2、第三角度θ3和第四角度θ4，定位出所述标签的三维坐标；或者，将所述第一角度θ1、第二角度θ2、第三角度θ3和第四角度θ4，发送给服务器或所述标签以定位出所述标签的三维坐标。可选地，所述第一基站所在平面为P1，与所述平面P1相垂直的平面为第一垂直平面；所述第一控制器用于确定与所述第一垂直平面夹角为所述第一角度θ1的平面P2，以及与所述第一垂直平面夹角为所述第二角度θ2的平面P3，得到所述平面P2与所述平面P3的交线l1；所述第二基站所在平面为P4，与所述平面P4相垂直的平面为第二垂直平面；所述第二控制器用于确定与所述第二垂直平面夹角为所述第三角度θ3的平面P5，以及与所述第二垂直平面夹角为所述第四角度θ4的平面P6，得到所述平面P5与所述平面P6的交线l2；所述第一控制器和/或所述第二控制器还用于：确定所述交线l1与所述交线l2的交点，得到所述标签的三维坐标；或者，将所述交线l1与所述交线l2的信息，发送给服务器或所述标签以定位出所述标签的三维坐标。根据本申请的再一个方面，提供了一种定位方法，基于如上述任一个方面提供的所述定位基站，该方法包括：通过所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收所述标签发送的信号；根据接收到的所述信号，确定所述第一天线阵列的第一相位差和所述第二天线阵列的第二相位差；根据所述第一相位差、所述第一天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第一天线阵列的第一角度θ1；根据所述第二相位差、所述第二天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第二天线阵列的第二角度θ2；根据所述第一角度θ1和第二角度θ2，所述基站与所述标签之间的距离，定位出所述标签的三维坐标；或者，将所述第一角度θ1和第二角度θ2以及所述基站与所述标签之间的距离，发送给服务器或所述标签以定位出所述标签的三维坐标。可选地，所述基站所在平面为第一平面，与所述第一平面相垂直的平面为垂直平面，所述基站与所述标签之间的距离为Distance；所述根据所述第一角度θ1和第二角度θ2，所述基站与所述标签之间的距离，定位出所述标签的三维坐标，包括：确定与所述垂直平面夹角为所述第一角度θ1的第二平面，以及与所述垂直平面夹角为所述第二角度θ2的第三平面，得到所述第二平面与所述第三平面的交线，在所述交线上定位出距离所述基站长度为所述Distance的点，得到所述标签的三维坐标。根据本申请的又一个方面，提供了一种定位方法，基于如上述任一个方面提供的所述定位系统，该方法包括：通过所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收待定位的标签发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位基站，包括：第一天线阵列、第二天线阵列、超宽带信号鉴相器和控制器；所述第一天线阵列、第二天线阵列和控制器均与所述超宽带信号鉴相器电连接，所述第一天线阵列包括两个天线，所述第二天线阵列包括两个天线，且所述第一天线阵列和所述第二天线阵列正交；所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收待定位的标签发送的信号；所述超宽带信号鉴相器用于根据所述第一天线阵列和第二天线阵列接收到的信号，确定所述第一天线阵列的第一相位差和所述第二天线阵列的第二相位差；所述控制器用于根据所述第一相位差、所述第一天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第一天线阵列的第一角度θ1，根据所述第二相位差、所述第二天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第二天线阵列的第二角度θ2；所述控制器还用于根据所述第一角度θ1和第二角度θ2，所述基站与所述标签之间的距离，定位出所述标签的三维坐标；或者，将所述第一角度θ1和第二角度θ2以及所述基站与所述标签之间的距离，发送给服务器或所述标签以定位出所述标签的三维坐标。

【技术特征摘要】
1.一种定位基站，包括：第一天线阵列、第二天线阵列、超宽带信号鉴相器和控制器；所述第一天线阵列、第二天线阵列和控制器均与所述超宽带信号鉴相器电连接，所述第一天线阵列包括两个天线，所述第二天线阵列包括两个天线，且所述第一天线阵列和所述第二天线阵列正交；所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收待定位的标签发送的信号；所述超宽带信号鉴相器用于根据所述第一天线阵列和第二天线阵列接收到的信号，确定所述第一天线阵列的第一相位差和所述第二天线阵列的第二相位差；所述控制器用于根据所述第一相位差、所述第一天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第一天线阵列的第一角度θ1，根据所述第二相位差、所述第二天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第二天线阵列的第二角度θ2；所述控制器还用于根据所述第一角度θ1和第二角度θ2，所述基站与所述标签之间的距离，定位出所述标签的三维坐标；或者，将所述第一角度θ1和第二角度θ2以及所述基站与所述标签之间的距离，发送给服务器或所述标签以定位出所述标签的三维坐标。2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述基站所在平面为第一平面，与所述第一平面相垂直的平面为垂直平面，所述基站与所述标签之间的距离为Distance；所述控制器用于确定与所述垂直平面夹角为所述第一角度θ1的第二平面，以及与所述垂直平面夹角为所述第二角度θ2的第三平面，得到所述第二平面与所述第三平面的交线，在所述交线上定位出距离所述基站长度为所述Distance的点，得到所述标签的三维坐标。3.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述第一天线阵列包括天线A和天线B，所述第二天线阵列包括所述天线B和天线C；或，所述第一天线阵列包括天线G和天线H，所述第二天线阵列包括天线J和天线K。4.根据权利要求1-3中任一项所述的基站，其特征在于，所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收所述标签发送的第一信号；所述超宽带信号鉴相器用于确定所述第一信号到达所述第一天线阵列内两个天线的相位差作为所述第一天线阵列的第一相位差，确定所述第一信号到达所述第二天线阵列内两个天线的相位差作为所述第二天线阵列的第二相位差；或，所述第一天线阵列内两个天线分别接收所述标签发送的第二信号，所述第二天线阵列内两个天线分别接收所述标签发送的第三信号；所述超宽带信号鉴相器用于确定所述第二信号到达所述第一天线阵列内两个天线的相位差作为所述第一天线阵列的第一相位差，确定所述第三信号到达所述第二天线阵列内两个天线的相位差作为所述第二天线阵列的第二相位差。5.一种定位系统，包括：第一基站和第二基站；所述第一基站包括：第一天线阵列、第二天线阵列、第一超宽带信号鉴相器和第一控制器；所述第一天线阵列、第二天线阵列和第一控制器均与所述第一超宽带信号鉴相器电连接，且所述第一天线阵列包括两个天线，所述第二天线阵列包括两个天线，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列正交；所述第一天线阵列和第二天线阵列分别接收待定位的标签发送的信号；所述第一超宽带信号鉴相器用于根据所述第一天线阵列和第二天线阵列接收到的信号，确定所述第一天线阵列的第一相位差和所述第二天线阵列的第二相位差；所述第一控制器用于根据所述第一相位差、所述第一天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第一天线阵列的第一角度θ1，根据所述第二相位差、所述第二天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第二天线阵列的第二角度θ2；所述第二基站包括：第三天线阵列、第四天线阵列、第二超宽带信号鉴相器和第二控制器；所述第三天线阵列、第四天线阵列和第二控制器均与所述第二超宽带信号鉴相器电连接，且所述第三天线阵列包括两个天线，所述第四天线阵列包括两个天线，所述第三天线阵列和所述第四天线阵列正交；所述第三天线阵列和第四天线阵列分别接收所述标签发送的信号；所述第二超宽带信号鉴相器用于根据所述第三天线阵列和第四天线阵列接收到的信号，确定所述第三天线阵列的第三相位差和所述第四天线阵列的第四相位差；所述第二控制器用于根据所述第三相位差、所述第三天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第三天线阵列的第三角度θ3，根据所述第四相位差、所述第四天线阵列内两个天线之间的距离，确定所述标签相对于所述第四天线阵列的第四角度θ4；所述系统还用于根据所述第一角度θ1、第二角度θ2、第三角度θ3和第四角度θ4，定位出所述标签的三维坐标；或者，将所述第一角度θ1、第二角度θ2、第三角度θ3和第四角度θ4，发送给服务器或所述标签以定位出所述标签的三维坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：都延星，李阳，
申请(专利权)人：北京全迹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11