定位方法、装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种定位方法、装置以及系统，定位方法包括以下步骤：获取主基站接收到的定位标签向定位区域发送的blink数据，其中，定位区域设有多个同步基站族，每个同步基站族包括一个主基站和至少三个从基站；根据blink数据从多个同步基站族中选择一个作为目标基站族；利用目标基站族中的主基站和从基站对定位标签进行TDOA定位，得到定位标签的定位位置。该定位方法，通过将定位区域中的基站划分为多个同步基站族，进而在定位标签tag发射blink数据时，选择一个适于当前定位的同步基站族来进行定位，减轻了基站的同步运算负担，同时也可保证定位的准确性。同时也可保证定位的准确性。同时也可保证定位的准确性。

【技术实现步骤摘要】
定位方法、装置以及系统


[0001]本专利技术涉及定位
，尤其涉及一种定位方法、装置以及系统。

技术介绍

[0002]TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位算法中，最关键的因素在于选择合适的定位测算基站，通过计算tag(标签)到基站的时间飞行时间差，准确计算标签的位置。如下式(1)所示，(X1,Y1),(X2,Y2),
…
,(Xn,Yn)分别为基站的坐标，d1,d2,d3分别为标签到各基站的距离，(X0,Y0)为期望得到的位置坐标。如果定位测算基站选择不合适，那么必然会导致标签定位不准确，因此，如何选择合适的定位测算基站很重要。
[0003]
技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种定位方法，以减轻基站的同步运算负担，同时保证定位的准确性。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提出一种定位装置。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提出一种定位系统。
[0007]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种定位方法，包括以下步骤：获取主基站接收到的定位标签向定位区域发送的blink数据，其中，所述定位区域包括多个同步基站族，所述同步基站族包括一个主基站和至少三个从基站；根据所述blink数据从所述多个同步基站族中选择一个作为目标基站族；利用所述目标基站族中的主基站和从基站对所述定位标签进行TDOA定位，得到所述定位标签的定位位置。
[0008]本专利技术实施例的定位方法，通过将定位区域中的基站划分为多个同步基站族，进而在定位标签tag发射blink数据时，选择一个适于当前定位的同步基站族来进行定位，减轻了基站的同步运算负担，同时也可保证定位的准确性。
[0009]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种定位装置，包括：设在定位区域的多个同步基站族，每个所述同步基站族包括一个主基站和至少三个从基站；处理终端，所述处理终端用于获取各所述主基站接收到的定位标签向所述定位区域发送的blink数据，并根据所述blink数据从所述多个同步基站族中选择一个作为目标基站族，以及利用所述目标基站族中的主基站和从基站对所述定位标签进行TDOA定位，得到所述定位标签的定位位置。
[0010]本专利技术实施例的定位装置，通过将定位区域中的基站划分为多个同步基站族，进而在定位标签tag发射blink数据时，选择一个适于当前定位的同步基站族来进行定位，减轻了基站的同步运算负担，同时也可保证定位的准确性。
[0011]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种定位系统，包括：定位标签和上述实施例所述的定位装置。
[0012]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0013]图1是本专利技术一个实施例的定位方法的流程图；
[0014]图2是本专利技术一个示例的定位区域的示意图；
[0015]图3是本专利技术一个示例的同步基站族的划分示意图；
[0016]图4是本专利技术一个示例的TDOA定位的示意图；
[0017]图5是本专利技术一个示例的步骤S2的示意图；
[0018]图6是本专利技术另一个实施例的定位方法的流程图；
[0019]图7是本专利技术一个具体实施例的定位方法的流程图；
[0020]图8是本专利技术实施例的定位装置的结构框图；
[0021]图9是本专利技术实施例的定位系统的结构框图。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]目前，UWB(Ultra Wide Band，超宽带)定位技术中，通常采用TDOA时钟同步方式。在该技术中，基站处于脉冲接收状态，标签以广播方式向四周发送带有自身ID(Identity document，身份标识号)的UWB脉冲信息，基站接收到脉冲信号后，记录接收到脉冲的时刻。以两两基站为双曲线焦点中心，两点间的距离差形成双曲线序列，三对以上的双曲线在空间的相交形成了空间定位。由于各基站采用本地时钟记录时刻，因此需通过主基站发送CCP(Clock Calibration Packets，时钟校准包)同步帧，使从基站(S基站)与主基站(P基站)实现时钟同步，将各基站统一到一个时钟系统下。
[0024]在一次tag发送的blink报文中，把收到blink报文的基站做一次统计，选定其中一个基站为TBA(Time Base Anchor，基准时钟基站)基站，其他基站与TBA基站做时间比较，得到双曲线的时间差Delta T，再乘以电磁波在空气中的传输速度C，可得到标签到两个基站的一组TDOA值，通过联立方程组求解定位。
[0025]然而，上述整个过程有以下两个缺点：
[0026]第一，由于同步为主从同步，所以同步级数有严格限制，只能实现同一级中的主从同步以及上级主基站之间的同步。若超过了这种同步关系，则无法进行时钟同步，也不能进行同一个tag所发射的blink标签的定位。
[0027]第二，由于采用双曲线定位，如果对标签与基站的位置不进行有效约束，则在解定位方程组时，同一个对应变元可能会有另一个变元变动范围较大的值，从而造成定位变动较大。
[0028]为克服上述缺点，本专利技术提出了一种定位方法、装置以及系统。下面参考附图描述
本专利技术实施例的定位方法、装置以及系统。
[0029]图1是本专利技术一个实施例的定位方法的流程图。
[0030]如图1所示，定位方法包括以下步骤：
[0031]S101，获取主基站接收到的定位标签向定位区域发送的blink数据。
[0032]其中，定位区域设有多个同步基站族，每个同步基站族包括一个主基站和至少三个从基站。
[0033]作为一个示例，如图2所示，在定位区域中，设置有多个基站(包括从基站S和主基站M)，主基站M放在中间，从基站S放在两边。可根据基站的设置位置、定位需要等将该多个基站划分为多个同步基站族，划分方式可如图3所示。参见图3，同一个基站可被划分至不同的同步基站族中。图3中，MP表示一级主基站，SP表示二级主基站，S表示从基站，其中，MP用以触发SP发出同步信号，距离MP较远的SP可通过其他SP触发发出同步信号。
[0034]需要说明的是，图3中被同步基站族共用的是MP、SP，在编号为1的同步基站族中，在中间位置的MP为主基站，其他基站为从基站；在编号为2的同步基站族中，在中间位置的SP为主基站，其他基站为从基站；在编号为3的同步基站族中，在中间位置的SP为主基站，其他基站为从基站；在编号为4的同步基站族中，在中间位置的SP为主基站，其他基站为从基站。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取主基站接收到的定位标签向定位区域发送的blink数据，其中，所述定位区域设有多个同步基站族，每个所述同步基站族包括一个主基站和至少三个从基站；根据所述blink数据从所述多个同步基站族中选择一个作为目标基站族；利用所述目标基站族中的主基站和从基站对所述定位标签进行TDOA定位，得到所述定位标签的定位位置。2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述blink数据从所述多个同步基站族中选择一个作为目标基站族，包括：判断是否是首次获取到所述blink数据；如果否，则计算所述blink数据中的标签序列号与上一次定位时blink数据中的标签序列号之间的差值；判断所述差值是否小于或等于第一预设值；如果所述差值小于或等于所述第一预设值，则获取上一次定位得到的所述定位标签的定位位置，并根据所述上一次定位得到的所述定位标签的定位位置选择所述目标基站族。3.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述上一次定位得到的定位标签的定位位置选择所述目标基站族，包括：确定与所述上一次定位得到的定位标签的定位位置最近且接收到所述blink数据的主基站，并判断所述主基站所在的同步基站族是否满足第一预设条件；如果满足，则将所述主基站所在的同步基站族作为所述目标基站族。4.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述blink数据从所述多个同步基站族中选择一个作为目标基站族，还包括：如果是首次获取到所述blink数据，或者，所述差值大于所述第一预设值，则从所有接收到所述blink数据的主基站所在的同步基站族中，选择出一个满足第一预设条件的同步基站族，作为所述目标基站族。5.如权利要求3或4所述的定位方法，其特征在于，判断同步基站族是否满足所述第一预设条件，包括：利用所述同步基...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪文，蒋龙平，黄诚雄，卓开阔，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：