一种快速建立室内定位系统的方法和设备技术方案

本发明专利技术提供一种快速建立室内定位系统的方法和设备，所述方法包括如下步骤：S1.从室内任意选定一种大型电器作为搭建载体，并在搭建载体上安装四个基站组；S2.建立三维直角坐标系；S3.根据搭建载体的几何参数，基站的坐标；S4.在目标物体上放置UWB模块和通过几何学计算实现定位。本发明专利技术可在不需要技术人员进入个人家庭空间进行测算、布置和调试的前提下，针对个人家庭室内定位特点，利用一般家庭必备的大体积固定电器，通过集成基站模组，实现电器到家，家庭定位基站自动搭建完成的功能，给智能家居业务和未来智能家电，智能家居设备提供发展空间和互动能力，同时避免当前室内定位技术在个人家庭场景的缺陷，非常利于推广。非常利于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种快速建立室内定位系统的方法和设备


[0001]本专利技术属于室内物体定位
，更具体地说，特别涉及一种快速建立室内定位系统的方法和设备。

技术介绍

[0002]随着智能家居的发展，越来越多的家庭电器智能化，物联网化，而智能化和物联网化带给这些家庭电器更多新的功能，并由这些智能家庭电器组成智能家居系统。
[0003]智能家居系统中的电器根据服务器的指令改变自己的工作状态，因此使用者可以通过控制终端将指令通过移动通讯网络发送给服务器对电器进行远程控制，同时也可以在室内使用控制终端通过红外，Zigbee，蓝牙，UWB，无线局域网，直接控制室内的电器。已经大幅丰富了传统家电的功能。
[0004]同时，室内定位技术也在近年来得到了快速的发展，已经越来越多的引用在工厂，仓库，办公室等公共场所。随着技术发展，成本的不断下降和低功耗方面的不断进步，公共场所出现这类系统已经成为常态，主要应用于：室内导航，物流，商业推广等面向企业和商场的场景。而当前适用于家庭的定位技术，由于成本高昂，安装复杂，侵犯用户隐私等问题尚不成熟。但对于家庭中的定位技术的应用，已经出现了诸多探索，包括应用于室内设备的自动控制，家庭中老年成员的跌倒检测等等，一旦出现新的适合家庭使用的定位技术，智能家居系统的功能将被更近一步的丰富。
[0005]目前，室内定位技术大多是无线定位，主要包括以下几种：
[0006]1)蓝牙定位，通过在室内事先分布一定数量的蓝牙基站，确定基站之间的位置关系，标签设备通过三角定位的方法测量相对基站的位置，可达亚米级精度。
[0007]2)超宽带(UWB)定位，也可通过室内实现分布基站，发射超宽带信号，对移动中的标签进行定位，精度可达厘米级。
[0008]3)WiFi、Zigbee等无线信号定位，虽然使用的信号不同，效果和成本也有差别，但原理上都是对室内多个信号源(基站)进行测量。
[0009]上述技术通常需要根事先放置基站，并进行专业建设开发，进行软件调试确定各个基站在室内的绝对位置，再根据标签(物体)与这些基站的位置关系得到标签(物体)在室内的绝对位置。这类技术通常使用在公共环境，如办公室，仓库，允许安装人员进行事先的测量，安装以及后期维护。但在个人家庭使用场景下，这种技术需要需要技术人员进入个人家庭空间进行长时间细致的测算，布置，调试工作，不仅成本高而且对用户隐私有较大侵犯，因此不适合个人家庭使用。

技术实现思路

[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种快速建立室内定位系统的方法和设备，由以下具体技术手段所达成：
[0011]一种快速建立室内定位系统的方法，包括如下步骤：
[0012]S1.从室内任意选定一种大型电器作为搭建载体，并在搭建载体上安装四个基站组，四个基站分别为A基站、B基站、C基站和D基站，所述A基站、C基站和D基站在搭建载体的同一竖直平面，且A基站与C基站水平共线设置，D基站垂直置于C基站的上方，所述A基站、C基站和B基站在搭建载体的同一水平平面，B基站垂直置于C基站的一侧；
[0013]S2.以C基站为坐标原点，建立三维直角坐标系；
[0014]S3.根据搭建载体的几何参数，确定A基站、B基站和D基站的坐标；
[0015]S4.在目标物体上放置UWB模块，UWB模块可与四个基站组通过双边双向测距方法算法测量间距，之后即可通过几何学计算出目标物体在建立的三维直角坐标系中的坐标，实现定位。
[0016]进一步的，步骤S1中大型电器包括但不限于电视机、冰箱和空调。
[0017]进一步的，步骤S1中四个所述基站组为UWB模块或无线信号收发器。
[0018]进一步的，步骤S3具体为：根据搭建载体的出厂参数，确定A基站到C基站之间的距离为W，D基站到C基站之间的距离为H，B基站到C基站之间的距离为L，并令A基站到C基站的方向为X轴，B基站到C基站的方向为Y轴，D基站到C基站的方向为Z轴，即A基站、B基站和D基站的坐标分别为(W，0，0)、(0，L，0)和(0，0，H)。
[0019]进一步的，步骤S4具体为根据目标物体的UWB模块的测距功能，确定目标物体与A基站、B基站、C基站和D基站之间的距离分别为a、b、c和d，即根据几何学目标物体的坐标即为：
[0020]本专利技术还提供了一种快速建立室内定位系统的设备，包括四组用于建立定位坐标系的基站和若干组用于目标物体定位用的UWB模块。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术可在不需要技术人员进入个人家庭空间进行测算、布置和调试的前提下，针对个人家庭室内定位特点，利用一般家庭必备的大体积固定电器(电视，冰箱等)，通过集成基站模组，实现电器到家，家庭定位基站自动搭建完成的功能，给智能家居业务和未来智能家电，智能家居设备提供发展空间和互动能力，同时避免当前室内定位技术在个人家庭场景的缺陷，非常利于推广；
[0023]本专利技术采用了预先将基站组预设在电器中的办法，可以在研发阶段经过反复测试调教，在生产时进行校准，每组基站都能有同样的性能和效果。将传统室内定位所需要的现场调试、验证和软件开发适配工作前置到产品的研发阶段，而实际进入用户家庭中时，只需要如同以往电视机，进行简单安装工作，就可以快速搭建起一套家用定位系统，节省用户时间，保护用户隐私。
附图说明
[0024]图1是本专利技术建立的室内定位系统示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0026]实施例：
[0027]如附图1所示：
[0028]本专利技术提供一种快速建立室内定位系统的方法，包括如下步骤：
[0029]S1.从室内任意选定一种大型电器作为搭建载体，并在搭建载体上安装四个基站组，四个基站分别为A基站、B基站、C基站和D基站，所述A基站、C基站和D基站在搭建载体的同一竖直平面，且A基站与C基站水平共线设置，D基站垂直置于C基站的上方，所述A基站、C基站和B基站在搭建载体的同一水平平面，B基站垂直置于C基站的一侧；
[0030]S2.以C基站为坐标原点，建立三维直角坐标系；
[0031]S3.根据搭建载体的几何参数，确定A基站、B基站和D基站的坐标；
[0032]S4.在目标物体上放置UWB模块，UWB模块可与四个基站组通过双边双向测距方法算法测量间距，之后即可通过几何学计算出目标物体在建立的三维直角坐标系中的坐标，实现定位。
[0033]其中，步骤S1中大型电器包括但不限于电视机、冰箱和空调。
[0034]其中，步骤S1中四个所述基站组为UWB模块或无线信号收发器。
[0035]其中，步骤S3具体为：根据搭建载体的出厂参数，确定A基站到C基站之间的距离为W，D基站到C基站之间的距离为H，B基站到C基站之间的距离为L，并令A基站到C基站的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速建立室内定位系统的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.从室内任意选定一种大型电器作为搭建载体，并在搭建载体上安装四个基站组，四个基站分别为A基站、B基站、C基站和D基站，所述A基站、C基站和D基站在搭建载体的同一竖直平面，且A基站与C基站水平共线设置，D基站垂直置于C基站的上方，所述A基站、C基站和B基站在搭建载体的同一水平平面，B基站垂直置于C基站的一侧；S2.以C基站为坐标原点，建立三维直角坐标系；S3.根据搭建载体的几何参数，确定A基站、B基站和D基站的坐标；S4.在目标物体上放置UWB模块，UWB模块可与四个基站组通过双边双向测距方法算法测量间距，之后即可通过几何学计算出目标物体在建立的三维直角坐标系中的坐标，实现定位。2.如权利要求1所述快速建立室内定位系统的方法，其特征在于：步骤S1中大型电器包括但不限于电视机、冰箱和空调。3.如权利要求1所述快速建立室内定位系统的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫永煜，
申请(专利权)人：深圳市安瑞创电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：