一种三维空间定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维空间定位方法及系统，该方法包括：构建三维坐标系XYZ，在坐标系原点处设置有UWB发射基站和第一蓝牙发射基站，在坐标系点(0,0,L1)处设置有第二蓝牙发射基站，在坐标系点处设置有第三蓝牙发射基站；待定位物体通过蓝牙接收设备接收各蓝牙发射基站通信信息，获取通信信息中的RSSI值；根据各RSSI值确定待定位物体到各蓝牙发射基站的距离；根据待定位物体到各蓝牙发射基站的距离以及L1，确定待定位物体坐标中的α和β；待定位物体中的蓝牙设备接收所述UWB发射基站电磁波信号，根据电磁波信号的传播时间确定待定位物体到原点的距离。本发明专利技术通过融合UWB和蓝牙基站的定位技术，以达到提高精度的同时减缓成本上升的目的。同时减缓成本上升的目的。同时减缓成本上升的目的。同时减缓成本上升的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种三维空间定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及三维空间定位
，特别是涉及一种三维空间定位方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来空间定位技术越来越多的发展起来，在工业、商业和医疗领域都得到了很大的应用，并且市场份额还在不断增长中，成本和定位精度是一个不可调和的矛盾。
[0003]目前主流的定位方案主要有：超声波定位，红外线定位，WiFi基站定位，低功耗蓝牙iBeacon基站定位，移动基站定位，全球定位系统(global position system,GPS)定位，超宽带设备(ultra wide brand,UWB)定位。其中，受环境障碍物影响较小的有WiFi基站定位，iBeacon蓝牙基站定位，移动基站定位，全球定位系统GPS定位，超宽带设备UWB定位，其他两种定位方式一旦有障碍物便不能工作。
[0004]上述方法并没有找到一个满足高精度、低成本的方案，解决成本和定位精度的矛盾。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种三维空间定位方法及系统，通过融合UWB和蓝牙基站的定位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维空间定位方法，其特征在于，所述定位方法包括：构建三维坐标系XYZ，X轴和Y轴构成了坐标系的底面，Z轴和所述底面垂直，坐标系中任意一点的坐标为(α,β,L)，其中，坐标系中的点到原点的连线在X-Y面上投影线与X轴线间的夹角为α，坐标系中的点到原点的连线和z轴线间的夹角为β，坐标系中的点到原点的距离为L；在坐标系原点处设置有UWB发射基站和第一蓝牙发射基站，在坐标系点(0,0,L1)处设置有第二蓝牙发射基站，在坐标系点处设置有第三蓝牙发射基站；待定位物体通过蓝牙接收设备接收各蓝牙发射基站通信信息，获取通信信息中的RSSI值；根据各所述RSSI值确定待定位物体到各蓝牙发射基站的距离；根据待定位物体到各蓝牙发射基站的距离以及L1，确定待定位物体坐标中的α和β；待定位物体中的蓝牙设备接收所述UWB发射基站电磁波信号，根据电磁波信号的传播时间确定待定位物体到原点的距离即待定位物体坐标中的L。2.根据权利要求1所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述根据电磁波信号的传播时间确定待定位物体到原点的距离，具体计算公式为：其中，T表示光在UWB发射基站和待定位物体之间传播的时间，D1表示UWB发射基站和待定位物体之间的距离。3.根据权利要求1所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述RSSI值计算公式为：RSSI＝P
t
+G
r
+G
t-L
c-L
bf
其中，P
t
表示发射功率，G
r
表示接收天线增益，G
t
表示发射天线增益，L
c
表示电缆和线头损耗，L
bf
表示空间传播衰减量。4.根据权利要求3所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述空间传播衰减量具体计算公式为：L
bf
＝32.5+20lgF+20lgD2其中，F表示信号频率，D2表示信号传输距离。5.根据权利要求1所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述根据各所述RSSI值确定待定位物体到各蓝牙发射基站的距离，具体计算公式为：其中，F表示信号频率，P
t
表示发射功率，G
r
表示接收天线增益，G
t
表示发射天线增益，L
c
表示电缆和线头损耗，RSSI表示RSSI值的大小。6.一种三维空间定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：坐标系构建模块，用于构建三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉成，曹春诚，罗永利，刘弋铭，段炼，王杰，马超群，王超，王鹏浩，嵇泽林，李江，
申请(专利权)人：东北电力大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：