一种标签无线定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种标签无线定位方法和系统，方法包括：主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至少三个辅基站和标签；各个辅基站根据上述主定位信号，产生各自的辅接收时间戳；各个辅基站发送各自的辅定位信号和辅接收时间戳给主基站和标签；主基站根据各个辅基站发送的辅定位信号和辅接收时间戳，产生各自的主接收时间戳；标签根据上述主定位信号，产生标签主接收时间戳；根据上述各个辅基站返回的辅定位信号，产生各自的标签辅接收时间戳；获取主基站和各个辅基站的坐标位置；根据上述主基站的坐标位置、各个辅基站的坐标位置计算标签的坐标位置。置计算标签的坐标位置。置计算标签的坐标位置。

【技术实现步骤摘要】
一种标签无线定位方法和系统


[0001]本专利技术属于通信领域，属于一种标签无线定位方法和系统。

技术介绍

[0002]随着半导体行业的兴起，物联网、机器人等智能设备得到快速发展，室 内或封闭场景的高精度定位需求愈发强烈。当前无线定位系统及方案中，多 以WiFi、蓝牙等技术为主，其采用信号强度的方式计算标签的位置，其定位 误差为米级，无法满足机器人等高精度定位的需求。
[0003]超宽带技术(UWB)由于其功耗小，抗干扰能力强，安全性高，定位精度 为厘米级等优点，近几年被广泛应用于封闭场景的定位服务。
[0004]在超宽带定位技术中，使用最多的是基于TOF(Time ofFlight飞行时间)、 AOA(Angle ofArrival到达角度)、上行TDOA(Time Difference ofArrival到 达时间差)技术实现标签的定位。
[0005]上述方案都存在一个共同问题，标签容量到达一定上线时，由于信道占 用率达到了最大值，此时每增加一个定位标签，将导致所有标签的定位输出 频率降低，同时由于标签间没有时间同步，所发送定位广播信号为随机发送， 从而更容易产生信号碰撞，使得产生较大定位误差的概率增加。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种标签无线定位方法和系统。
[0007]本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
[0008]一种标签无线定位方法，其特征在于，包括：
[0009]主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至少三个辅基站 和标签；
[0010]各个辅基站根据上述主定位信号，产生各自的辅接收时间戳；
[0011]各个辅基站发送各自的辅定位信号和辅接收时间戳给主基站和标签；
[0012]主基站根据各个辅基站发送的辅定位信号和辅接收时间戳，产生各自的 主接收时间戳；
[0013]标签根据上述主定位信号，产生标签主接收时间戳；根据上述各个辅基 站返回的辅定位信号，产生各自的标签辅接收时间戳；
[0014]获取主基站和各个辅基站的坐标位置；
[0015]根据上述主基站的坐标位置、各个辅基站的坐标位置和主发送时间戳、 主接收时间戳、辅接收时间戳、辅发送时间戳、标签主接收时间戳、标签辅 接收时间戳，进而计算标签的坐标位置。
[0016]本专利技术采取上述方案以后，每个基站均以广播的形式发送定位信号，标 签需要定位信息时开启接收，接收基站的广播信号，当标签接收到足够数据 后，自行计算标签位置，完成定位。
[0017]此方法基站只需供电，无需其他数据传输线缆；基站为广播状态，标签为 接收状态，因此标签数量可以无限制；标签数量的增加不影响定位精度和频 率。
[0018]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说 明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优 点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0019]下面结合附图对本专利技术进行详细的描述，以使得本专利技术的上述优点更加 明确。其中，
[0020]图1是本专利技术标签无线定位方法的实施例的示意图。
具体实施方式
[0021]以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术 如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解 并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及 各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护 范围之内。
[0022]另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的 计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情 况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0023]具体来说，本专利技术一种标签无线定位系统，其主要包括：主基站和辅基 站，其中，主基站的通信范围内必须同时存在至少3个辅基站。主基站及辅 基站广播的定位信号中包含基站唯一ID和广播信号包序号。
[0024]具体来说，一种标签无线定位方法，包括：
[0025]主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至少三个辅基站 和标签；
[0026]各个辅基站根据上述主定位信号，产生各自的辅接收时间戳；
[0027]各个辅基站发送各自的辅定位信号和辅接收时间戳给主基站和标签；
[0028]主基站根据各个辅基站发送的辅定位信号和辅接收时间戳，产生各自的 主接收时间戳；
[0029]标签根据上述主定位信号，产生标签主接收时间戳；根据上述各个辅基 站返回的辅定位信号，产生各自的标签辅接收时间戳；
[0030]获取主基站和各个辅基站的坐标位置；
[0031]根据上述主基站的坐标位置、各个辅基站的坐标位置和主发送时间戳、 主接收时间戳、辅接收时间戳、辅发送时间戳、标签主接收时间戳、标签辅 接收时间戳，进而计算标签的坐标位置。
[0032]其中，本专利技术采取上述方案以后，每个基站均以广播的形式发送定位信 号，标签需要定位信息时开启接收，接收基站的广播信号，当标签接收到足 够数据后，自行计算标签位置，完成定位。
[0033]在实施例中，主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至 少三个辅基站和标签；各个辅基站根据上述主定位信号，产生各自的辅接收 时间戳；具体包括：
[0034]主基站MAx发送主定位信号和主发送时间戳Txy，其中，x表示主基站 id号，y表示主基站发送此信号时的包序；
[0035]辅基站SAz收到上述主定位信号后，产生各自的辅接收时间戳Rzxy，其 中，z表示辅基站id号，x表示发送此信号的主基站id号，y表示主基站发送 此信号的包序；
[0036]标签TAr收到上述主定位信号后，产生接收时间戳RTrxy，其中，r表示 标签id号，x表示发送此信号的主基站id号，y表示主基站发送此信号的包 序。
[0037]各个辅基站发送各自的辅定位信号和辅接收时间戳给主基站和标签，包 括：
[0038]辅基站SAz发送辅定位信号和辅发送时间戳Tzm，其中，z表示辅基站 id号，m表示基站发送此信号时的包序；
[0039]标签TAr收到辅定位信号后，后产生辅接收时间戳RTrzm，其中，r表示 标签id号，z表示发送此信号的辅基站id号，m表示发送辅基站发送此信号 的包序；
[0040]主基站MAx接收到辅定位信号后，产生的接收时间戳为Rxzm,其中，x 表示主基站id号，z表示发送此信号的辅基站id号，m表示发送辅基站发送 此信号的包序。
[0041]其中，主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至少三个 辅基站和标签，具体包括：
[0042]主基站MAx将基站标识(stationmode)、自身标识(id)、包序(index)、自身 坐标(x,y,z)、发送广播定位信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标签无线定位方法，其特征在于，包括：主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至少三个辅基站和标签；各个辅基站根据上述主定位信号，产生各自的辅接收时间戳；各个辅基站发送各自的辅定位信号和辅接收时间戳给主基站和标签；主基站根据各个辅基站发送的辅定位信号和辅接收时间戳，产生各自的主接收时间戳；标签根据上述主定位信号，产生标签主接收时间戳；根据上述各个辅基站返回的辅定位信号，产生各自的标签辅接收时间戳；获取主基站和各个辅基站的坐标位置；根据上述主基站的坐标位置、各个辅基站的坐标位置和主发送时间戳、主接收时间戳、辅接收时间戳、辅发送时间戳、标签主接收时间戳、标签辅接收时间戳，进而计算标签的坐标位置。2.根据权利要求1所述的标签无线定位方法，其特征在于，主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至少三个辅基站和标签；各个辅基站根据上述主定位信号，产生各自的辅接收时间戳；具体包括：主基站MAx发送主定位信号和主发送时间戳Txy，其中，x表示主基站id号，y表示主基站发送此信号时的包序；辅基站SAz收到上述主定位信号后，产生各自的辅接收时间戳Rzxy，其中，z表示辅基站id号，x表示发送此信号的主基站id号，y表示主基站发送此信号的包序；标签TAr收到上述主定位信号后，产生接收时间戳RTrxy，其中，r表示标签id号，x表示发送此信号的主基站id号，y表示主基站发送此信号的包序。3.根据权利要求2所述的所述的标签无线定位方法，其特征在于，各个辅基站发送各自的辅定位信号和辅接收时间戳给主基站和标签，包括：辅基站SAz发送辅定位信号和辅发送时间戳Tzm，其中，z表示辅基站id号，m表示基站发送此信号时的包序；标签TAr收到辅定位信号后，后产生辅接收时间戳RTrzm，其中，r表示标签id号，z表示发送此信号的辅基站id号，m表示发送辅基站发送此信号的包序；主基站MAx接收到辅定位信号后，产生的接收时间戳为Rxzm,其中，x表示主基站id号，z表示发送此信号的辅基站id号，m表示发送辅基站发送此信号的包序。4.根据权利要求3所述的标签无线定位方法，其特征在于，主基站发送主定位信号、主发送时间戳给与其相通信的至少三个辅基站和标签，具体包括：主基站MAx将基站标识(stationmode)、自身标识(id)、包序(index)、自身坐标(x,y,z)、发送广播定位信号的发送时间戳(Txy)、所接收到的所有辅基站广播定位信号的接收时间戳(Rxzm)、所接收到的所有辅基站广播定位信号中的所有数据内容(data)给与其相通信的至少三个辅基站和标签。5.根据权利要求4所述的标签无线定位方法，其特征在于，各个辅基站发送各自的辅定位信号和辅接收时间戳给主基站和标签，具体包括：辅基站将基站标识(station mode)、自身标识(id)、包序(index)、自身坐标(x,y,z)、发送广播定位信号的发送时间戳(Tzm)、接收到主基广播定位信号的接收时间戳(Rzxy)、主
基站标识(id)、主基站广播信号的包序(index)传递给主基站和标签。6.根据权利要求1所述的标签无线定位方法，其特征在于，还包括：时钟同步步骤，包括：Kxy表示为将基站x的时间同步到基站y上的时间系数，具体计算如下：Kxy＝(Tx(y+1)
‑
Txy)/(Rxy(z+1)
‑
Rxyz)，其中，x表示基站x，y表示基站y，z表示信号的包序。7.根据权利要求5所述的标签无线定位方法，其特征在于，主基站设置为一个MA0，辅基站设置为第一辅基站SA1、第二辅基站SA2和第三辅基站SA3，标签设置为TA4。8.根据权利要求7所述的标签无线定位方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢传泉，浦剑涛，张东泉，孟唐宇，
申请(专利权)人：深圳布科思科技有限公司山东布科思机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：