一种基于电磁网格的室内定位系统及定位方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于电磁网格的室内定位系统及定位方法，定位系统包括车载送电线圈组，其包括两个振动频率不一的送电线圈，送电线圈由车载端供电；路侧受电线圈组包括受电线圈形成的线圈网格和接收器、译码器及数据发送装置，受电线圈的位置被标定；接收器用于解析感应电流和磁场振动共振频率；译码器用于得到受电线圈的xy坐标；数据发送装置接收xy坐标信息；数据接收装置用于接收受电线圈的坐标位置及对应的振动频率，判断出两个送电线圈的坐标位置，根据两个送电线圈到车载端重心的距离加权得到车载端的重心的位置，且根据两个送电线圈的坐标位置计算获取车载端的航向。利用电磁感应效应和磁场共振原理，实现高精度可靠性的定位效果。定位效果。定位效果。

An indoor positioning system and method based on electromagnetic grid

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁网格的室内定位系统及定位方法


[0001]本专利技术属于室内定位
，具体涉及一种基于电磁网格的室内定位系统及定位方法。

技术介绍

[0002]随着汽车智能化的发展，自动驾驶技术蓬勃发展。定位和高精度地图作为自动驾驶系统的感知输入，为自动驾驶感知、决策与控制起到重要作用，是自动驾驶结局按方案中不可或缺的一环。
[0003]目前，常用的室内定位技术有超宽带(UWB)室内定位技术、射频识别(RFID)技术、WI
‑
FI技术、蓝牙室内定位技术和超声波室内定位技术。其中UWB技术和WIFI、蓝牙、RFID等定位技术相比，定位精度相对较高，可达到10cm，但成本基本是其他定位技术的10倍以上。UWB技术精度要求越高，相应的布设基站成本就越高。如覆盖一个50*50米，总计2500m2的空间，需要4个UWB定位描点，基站价格约4万元，平均定位精度在20cm左右。而其他定位技术包括射频识别技术、WI
‑
FI技术、蓝牙技术等均存在定位漂移也即定位精度低的问题。
[0004]自动驾驶AGV在室内进行货物运输及定点位置装卸货物时，对定位的提出了较高的要求(10cm及以下)。因此，有必要开发一种成本较低且精度高、可靠性高的室内定位系统以解决现有自动驾驶AGV在室内进行货物运输时的定位问题。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种基于电磁网格的室内定位系统及定位方法，利用电磁感应效应和磁场共振原理，实现高精度可靠性的定位效果，解决现有技术中室内定位成本高和定位漂移的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种基于电磁网格的室内定位系统，包括：
[0008]车载送电线圈组，其包括分别设于车载端的车头和车尾的两个振动频率不一的送电线圈，所述两个送电线圈由车载端供电；
[0009]路侧受电线圈组，其包括由布置在室内地面的若干纵横交叉间隔的受电线圈形成的线圈网格和接收器、译码器及数据发送装置，任一所述受电线圈的位置被预先标定；
[0010]供电时，所述两个送电线圈分别对应与所述车载端所处位置处的受电线圈形成电磁感应，且在对应的所述受电线圈中产生感应电流；
[0011]所述接收器配置为用于解析所述感应电流和磁场振动共振频率；所述译码器配置为分别得到产生电磁感应的受电线圈的相应的xy坐标；所述数据发送装置配置为接收所述译码器发送的所述xy坐标信息；
[0012]当车载端自动驶过室内某一位置时，控制模块根据不同的振动频率判断出两个送电线圈的坐标位置，并根据两个所述送电线圈到所述车载端重心的距离加权得到所述车载端的重心的位置，且根据所述两个送电线圈的坐标位置计算获取所述车载端的航向。
[0013]优选地，所述车载端送电线圈组还包括：
[0014]数据接收装置，其配置为用于接收所述数据发送装置发送的产生电磁感应的受电线圈的坐标位置以及对应的振动频率；
[0015]所述控制模块内置于所述数据接收装置内或者所述数据接收装置与所述控制模块电连。
[0016]优选地，还包括与两个所述送电线圈对应电路连接的振荡器。
[0017]优选地，令所述两个送电线圈距离所述车载端的重心位置的距离分别为L1和L2；
[0018]当所述车载端驶过某一位置时，令分别与两个送电线圈产生电磁感应的两个受电线圈的位置为P
m1，n1
和P
m2，n2
，则有：
[0019]加权得到的所述车载端的重心的位置P为：P＝K1*P
m1，n1
+K2*P
m2，n2
；其中，
[0020]优选地，令分别与两个送电线圈产生电磁感应的两个受电线圈的位置为P
m1，n1
＝(x1，y1)和P
m2，n2
＝(x2，y2)，则有：
[0021]所述车载端的航向为
[0022]优选地，所述数据接收装置设置在所述车载端上。
[0023]优选地，所述路侧受电线圈组中的所有受电线圈的间隔相等。
[0024]优选地，所述车载端启动时，所述车载送电线圈组中的两个送电线圈均供电。
[0025]本专利技术还有一个目的在于提供上述的基于电磁网格的室内定位系统的定位方法，包括如下步骤：
[0026]S1、在室内地面铺设好路侧受电线圈组，并对每个受电线圈标定，以确定每个受电线圈的位置；
[0027]S2、当车载端自动驶过某一位置时，
[0028]S21、获取该位置处产生感应电流的受电线圈的xy坐标；
[0029]S22、计算得到该位置处车载端的重心的位置及航向，实现车载端的室内定位。
[0030]优选地，步骤S21中：
[0031]接收器解析产生电磁感应的受电线圈的感应电流和磁场振动频率，并通过译码器得到相应的受电线圈的xy坐标。
[0032]优选地，步骤S22中：
[0033]S221、数据接收装置接收产生电磁感应的受电线圈的位置和对应的振动频率，判断得到两个送电线圈的位置；
[0034]S222、根据两个送电线圈到车载端的重心位置的距离，加权得到该位置处车载端的重心的位置；且根据对应的两个送电线圈的位置获取车载端的航向。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的优点是：
[0036]本专利技术的基于电磁网格的室内定位系统，通过在车载端的车头和车尾分别布置一个送电线圈，并在室内地面铺设形成电磁网格的受电线圈组，利用电磁感应效应和磁场共振原理，实现高精度可靠性的定位效果，解决现有技术中室内定位成本高和定位漂移的问题。
附图说明
[0037]下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：
[0038]图1为本专利技术实施例的基于电磁网格的室内定位系统的结构示意图；
[0039]图2为本专利技术实施例的基于电磁网格的室内定位系统的车载送电线圈组的结构示意图。
[0040]其中：1、车载送电线圈组；10、车载端；11、送电线圈；12、数据接收装置；13、振荡器；2、路侧受电线圈组；21、受电线圈；22、接收器；23、译码器；24、数据发送装置。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0042]实施例：
[0043]需要说明，若本专利技术的实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、第一、第二、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0044]另外，若本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁网格的室内定位系统，其特征在于，包括：车载送电线圈组，其包括分别设于车载端的车头和车尾的两个振动频率不一的送电线圈，所述两个送电线圈由车载端供电；路侧受电线圈组，其包括由布置在室内地面的若干纵横交叉间隔的受电线圈形成的线圈网格和接收器、译码器及数据发送装置，任一所述受电线圈的位置被预先标定；供电时，所述两个送电线圈分别对应与所述车载端所处位置处的受电线圈形成电磁感应，且在对应的所述受电线圈中产生感应电流；所述接收器配置为用于解析所述感应电流和磁场振动共振频率；所述译码器配置为分别得到产生电磁感应的受电线圈的相应的xy坐标；所述数据发送装置配置为接收所述译码器发送的所述xy坐标信息；当车载端自动驶过室内某一位置时，控制模块根据不同的振动频率判断出两个送电线圈的坐标位置，并根据两个所述送电线圈到所述车载端重心的距离加权得到所述车载端的重心的位置，且根据所述两个送电线圈的坐标位置计算获取所述车载端的航向。2.根据权利要求1所述的基于电磁网格的室内定位系统，其特征在于，所述车载端送电线圈组还包括：数据接收装置，其配置为用于接收所述数据发送装置发送的产生电磁感应的受电线圈的坐标位置以及对应的振动频率；所述控制模块内置于所述数据接收装置内或者所述数据接收装置与所述控制模块电连接。3.根据权利要求1或2所述的基于电磁网格的室内定位系统，其特征在于，还包括与两个所述送电线圈对应电路连接的振荡器。4.根据权利要求2所述的基于电磁网格的室内定位系统，其特征在于，令所述两个送电线圈距离所述车载端的重心位置的距离分别为L1和L2；当所述车载端驶过某一位置时，令分别与两个送电线圈产生电磁感应的两个受电线圈的位置为P
m1，n1
和P
m2，n2
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明远，李敏，张怡欢，戴一凡，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院吴江，
类型：发明
国别省市：