一种基于UWB和蓝牙的融合定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于UWB和蓝牙的融合定位方法及系统，应用定位终端、蓝牙定位系统和UWB定位系统来实现，定位终端具有UWB定位通信功能、蓝牙定位通信功能以及蓝牙定位通信开启/关闭功能，在定位终端处于UWB定位区域时，采用UWB定位方式完成定位终端的定位功能；在定位终端处于UWB定位区域与蓝牙定位区域的交会区时，定位终端的蓝牙定位通信功能开启；在定位终端进入蓝牙定位区域时，通过蓝牙定位方式来完成所述定位终端的定位功能。在整个项目实施部署过程中，UWB和蓝牙的融合定位方法能充分发挥蓝牙定位与UWB定位的优势，能够实现优势互补，采用较少设备达成高精度定位的效果。采用较少设备达成高精度定位的效果。采用较少设备达成高精度定位的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB和蓝牙的融合定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及人员定位
，特别涉及一种基于UWB和蓝牙的融合定位的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着室内定位技术的广泛应用和网络通信技术的高速发展，各种技术的复合应用场景越来越多。UWB定位技术的原理是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带室内定位可用于各个领域的室内精确定位和导航，包括人和大型物品，例如贵重物品仓储、矿井人员定位、机器人运动跟踪、汽车地库停车等。UWB(超宽带)是室内定位领域的一项新兴技术，与其他定位技术相比，它具有更好的性能，更高精度，更适用于室内定位。
[0003]蓝牙定位基于RSSI(信号强度)值，通过三角定位原理进行定位。蓝牙的便捷性以及全球认可度,使任何支持蓝牙的设备都能通过配对流程与邻近的其他设备连接，蓝牙技术凭借其普遍性与简洁性改变了设备之间的无线通信。蓝牙定位的优势在于实现简单,定位精度和蓝牙信标的铺设密度及发射功率有密切关系。并且非常省电，可通过深度睡眠、免连接、协议简单等方式达到省电目的。
[0004]针对能源化工、公检司法、工厂、电厂、仓库等诸多需要人员定位的领域，UWB定位技术、蓝牙定位技术一直都是行业选择比较集中的技术，但是当前状态下主流的方案更多的是选择UWB定位技术或者蓝牙定位两者其中的某一项技术作为整个项目实施过程中的总的技术。UWB面临架设成本较高，小型封闭空间(小型房间或者较短的巷道)在部署UWB锚节点时不能发挥UWB优势；而在一些较为开阔的空间中，蓝牙部署又非常密集，设备维护成本较高，因此这类场景下UWB定位技术又具有一定的优势。
[0005]定位终端中往往也只采用了一种设计方案，这在一定程度上也限制了融合技术的使用。
[0006]因此，如果能够在定位终端中采用UWB与蓝牙的硬件组合设计，并且在软件上进行较好的算法融合，这样在设计整个项目定位方案时，就可以采用UWB与蓝牙的融合定位方案，从而能够在整个项目中，达到采用较少的设备实现人员高精度定位的效果。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的是提供一种基于UWB和蓝牙的融合定位方法及系统，解决在整个施工环境下不能在部署锚节点数量较少情况下满足人员良好定位精度的问题，达到用较少数量的设备实现人员高精度定位的效果。
[0008]本专利技术提出一种基于UWB和蓝牙的融合定位方法，应用定位终端、蓝牙定位系统和UWB定位系统来实现，所述定位终端具有UWB定位通信功能、蓝牙定位通信功能以及蓝牙定位通信开启/关闭功能，基于UWB和蓝牙的融合定位方法的具体步骤如下：
[0009]1)在所述定位终端处于UWB定位区域时，采用UWB定位方式完成所述定位终端的定
位功能；
[0010]2)在所述定位终端处于UWB定位区域与蓝牙定位区域的交会区时，所述定位终端的蓝牙定位通信功能开启，采用UWB定位方式和/或蓝牙定位方式完成所述定位终端的定位功能；
[0011]3)在所述定位终端进入蓝牙定位区域时，通过蓝牙定位方式来完成所述定位终端的定位功能。
[0012]优选地，所述定位终端至少包括电源、CPU、与所述CPU连接的蓝牙天线、与所述CPU连接的UWB模组以及与所述UWB模组连接的UWB天线。
[0013]优选地，所述定位终端通过UWB定位信息或蓝牙定位信息来判断自身所处位置，在进入蓝牙定位覆盖区域——包括蓝牙定位区域与UWB定位区域的交会区以及蓝牙定位区域，所述定位终端的蓝牙定位通信功能通过所述CPU自动开启；在离开蓝牙定位覆盖区域——包括蓝牙定位区域与UWB定位区域的交会区以及蓝牙定位区域，所述定位终端的蓝牙定位通信功能通过所述CPU自动关闭。
[0014]优选地，所述UWB定位系统包括锚节点和服务器，所述蓝牙定位系统包括蓝牙信标、锚节点和服务器，所述蓝牙定位系统与所述UWB定位系统共用服务器和锚节点；
[0015]所述蓝牙信标，坐标已知，布设在适用于蓝牙定位的区域；
[0016]所述锚节点，坐标已知，布设在适用于UWB定位的区域，具有UWB锚节点功能和蓝牙节点功能；
[0017]所述服务器，与所述锚节点通信连接；
[0018]在所述定位终端处于蓝牙定位区域的范围内时需保证其能与UWB定位区域内最接近的锚节点通信，在蓝牙定位区域大至所述定位终端无法与UWB定位区域内最接近的锚节点通信时，在蓝牙定位区域内布设一所述的锚节点；
[0019]所述定位终端通过UWB定位通信功能与所述锚节点进行UWB信号交互以实现所述定位终端相对于所述锚节点的测距功能，获得测距结果；
[0020]所述定位终端通过蓝牙定位通信功能接收所述蓝牙信标发出的蓝牙广播信号，并将相应的信号发送给所述锚节点，以获得所述定位终端相对于所述蓝牙信标的测距结果；
[0021]在获得测距结果后，所述锚节点自身通过定位算法解算出所述定位终端的位置或者将所述测距结果上传至服务器，在服务器端解算所述定位终端的位置。
[0022]优选地，每个所述锚节点获取所述定位终端相对于自身及其周边的其他所述锚节点的测距结果；在获得自身及其周边的所述锚节点的测距结果后，所述锚节点自身通过定位算法解算出所述定位终端的位置或者将所述测距结果上传至服务器，在服务器端解算所述定位终端的位置。
[0023]优选地，所述锚节点至少包括电源、CPU、与所述CPU连接的UWB模组、与所述CPU连接的蓝牙模组、与所述UWB模组连接的UWB天线、与所述蓝牙模组连接的蓝牙天线以及用于与所述服务器通信的通信连接单元；通过所述CPU、所述UWB模组和所述UWB天线实现所述锚节点的UWB锚节点功能，通过所述CPU、所述蓝牙模组和所述蓝牙天线实现所述锚节点的蓝牙节点功能。
[0024]优选地，所述通信连接单元包括与所述CPU连接的WIFI模组和/或数据接口，所述CPU通过WIFI或数据线与所述服务器通信。
[0025]优选地，所述定位终端与所述锚节点之间设有用于传输蓝牙定位信号的数据链路。
[0026]优选地，所述数据链路为UWB无线通信链路、LORA无线通信链路、zigbee无线通信链路或WiFi无线通信链路。
[0027]本专利技术又提出一种基于UWB和蓝牙的融合定位系统，包括定位终端、蓝牙定位系统和UWB定位系统，所述定位终端具有与所述UWB定位系统建立UWB定位通信的功能、与所述蓝牙定位系统进行蓝牙定位通信的功能以及蓝牙定位通信开启/关闭功能；
[0028]在所述定位终端处于UWB定位区域时，通过所述UWB定位系统计算出所述定位终端的位置；
[0029]在所述定位终端进入UWB定位区域与蓝牙定位区域的交会区时，所述定位终端的蓝牙定位通信功能开启，通过所述UWB定位系统和/或所述蓝牙定位系统计算出所述定位终端的位置；
[0030]在所述定位终端进入蓝牙定位区域时，通过所述蓝牙定位系统计算出所述定位终端的位置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB和蓝牙的融合定位方法，其特征在于，应用定位终端、蓝牙定位系统和UWB定位系统来实现，所述定位终端具有UWB定位通信功能、蓝牙定位通信功能以及蓝牙定位通信开启/关闭功能，基于UWB和蓝牙的融合定位方法的具体步骤如下：1)在所述定位终端处于UWB定位区域时，采用UWB定位方式完成所述定位终端的定位功能；2)在所述定位终端处于UWB定位区域与蓝牙定位区域的交会区时，所述定位终端的蓝牙定位通信功能开启，采用UWB定位方式和/或蓝牙定位方式完成所述定位终端的定位功能；3)在所述定位终端进入蓝牙定位区域时，通过蓝牙定位方式来完成所述定位终端的定位功能。2.根据权利要求1所述的基于UWB和蓝牙的融合定位方法，其特征在于，所述定位终端至少包括电源、CPU、与所述CPU连接的蓝牙天线、与所述CPU连接的UWB模组以及与所述UWB模组连接的UWB天线；所述定位终端通过UWB定位信息或蓝牙定位信息来判断自身所处位置，在进入蓝牙定位覆盖区域——包括蓝牙定位区域与UWB定位区域的交会区以及蓝牙定位区域，所述定位终端的蓝牙定位通信功能通过所述CPU自动开启；在离开蓝牙定位覆盖区域——包括蓝牙定位区域与UWB定位区域的交会区以及蓝牙定位区域，所述定位终端的蓝牙定位通信功能通过所述CPU自动关闭。3.根据权利要求1所述的基于UWB和蓝牙的融合定位方法，其特征在于，所述UWB定位系统包括锚节点和服务器，所述蓝牙定位系统包括蓝牙信标、锚节点和服务器，所述蓝牙定位系统与所述UWB定位系统共用服务器和锚节点；所述蓝牙信标，坐标已知，布设在适用于蓝牙定位的区域；所述锚节点，坐标已知，布设在适用于UWB定位的区域，具有UWB锚节点功能和蓝牙节点功能；所述服务器，与所述锚节点通信连接；在所述定位终端处于蓝牙定位区域的范围内时需保证其能与UWB定位区域内最接近的锚节点通信，在蓝牙定位区域大至所述定位终端无法与UWB定位区域内最接近的锚节点通信时，在蓝牙定位区域内布设一所述的锚节点；所述定位终端通过UWB定位通信功能与所述锚节点进行UWB信号交互以实现所述定位终端相对于所述锚节点的测距功能，获得测距结果；所述定位终端通过蓝牙定位通信功能接收所述蓝牙信标发出的蓝牙广播信号，并将相应的信号发送给所述锚节点，以获得所述定位终端相对于所述蓝牙信标的测距结果；在获得测距结果后，所述锚节点自身通过定位算法解算出所述定位终端的位置或者将所述锚节点与所述定位终端的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春华，李振亚，
申请(专利权)人：深圳华云时空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：