本公开涉及对锚点进行校准的方法和用于定位系统的装置。一种对定位系统中的锚点进行校准的方法包括以下步骤：在移动装置与锚点之间发送定位信号；基于所发送的定位信号确定局部坐标系中的移动装置与锚点之间的第一方向；以及基于所确定的第一方向和锚点的所存储的锚取向确定全局坐标系中的移动装置与锚点之间的第二方向。锚取向相对于全局坐标系定义锚点的局部坐标系。获取移动装置的目标位置，其中，目标位置与所发送的定位信号相关联。基于已知锚位置和目标位置确定全局坐标系中的移动装置与锚点之间的第三方向。基于第一方向以及第二方向与第三方向之间的差调整所存储的锚取向。锚取向。锚取向。
【技术实现步骤摘要】
对锚点进行校准的方法和用于定位系统的装置
[0001]本公开涉及一种对定位系统中的锚点进行校准的方法、用于定位系统的装置和具有这种装置的校准系统。本公开还涉及计算机程序产品和计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]在许多应用(如室内定位系统、IPS或实时位置服务RTLS)中，一个关键要素是基于相对于多个锚点的位置信息来确定移动装置(如标签)的位置。这种确定例如在使用各种数学模型的定位引擎中执行。
[0003]在常规方法中，移动装置的所确定的位置的准确度取决于每个锚点的相对位置信息的准确度。这不仅包括每个锚点的位置的良好知识而且还包括它们相对于给定坐标系的取向的良好知识。常规地，当安装锚点时，手动或机械地选择特定取向，或者测量安装之后的取向，并且将该取向手动输入到定位系统中作为数学模型的基础。
技术实现思路
[0004]要实现的目的是提供一种改进的校准概念，其允许更容易地校准锚点的取向。
[0005]根据本公开，在移动装置与锚点之间发送定位信号，该锚点可以是固定装置。基于所发送的定位信号确定局部坐标系中的移动装置与锚点之间的第一方向。为了将所述第一方向变换到全局坐标系中，基于所确定的第一方向和锚点的所存储的锚取向确定全局坐标系中的移动装置与锚点之间的第二方向。该锚取向相对于全局坐标系定义锚点的局部坐标系。例如，锚取向定义了局部坐标系在全局坐标系内绕三个空间轴的旋转。
[0006]改进的校准概念基于以下想法：代替以高精度手动地和/或机械地测量定位系统中的锚点的物理取向，基于锚点和移动装置之间的估计方向(例如，上述第二方向)与锚点和移动装置之间的参考方向之间的偏差更新所存储的锚取向。为此，使真值位置或以其他方式估计的移动装置的位置可用于确定参考方向。偏差则是锚取向需要如何被更新的度量。
[0007]该过程可以迭代地执行，例如用于重复地调整锚取向。
[0008]在根据改进的校准概念对定位系统中的锚点进行校准的方法的实施方式中，进一步为了确定第一方向和第二方向，获取(例如，接收)移动装置的目标位置。例如，该目标位置对应于所提及的真值位置或以其他方式确定的位置。目标位置与所发送的定位信号相关联，例如使得对于作为用于确定第一方向的基础的每个定位信号，对应目标位置是可用的。
[0009]根据改进的校准概念，该方法还包括以下步骤：基于已知锚位置和目标位置确定全局坐标系中的移动装置与锚点之间的第三方向。基于第一方向以及第二方向与第三方向之间的差调整所存储的锚取向。因此，利用(例如，自动确定的)目标位置，改进的校准概念允许锚取向朝向锚点相对于全局坐标系的实际取向的自动更新。实际取向特别地表示锚点的物理取向。
[0010]例如，如果迭代地执行该方法，则锚取向的粗略估计可以用作起始点，并且所存储
的锚取向在下面被调整到实际取向。
[0011]在另一示例中，锚点的物理取向可以由于锚点的机械变化(例如，通过清洁人员或维护变更或对稍微移动锚点的其他需求)而改变。同样在这种情况下，可以利用改进的校准概念来调整改变的取向。
[0012]锚取向例如基于锚点的天线阵列相对于全局坐标系的取向。例如，这种天线阵列包括通常在空间中形成平面的两个或更多个线性阵列。该平面(或，平面的物理取向)可以定义全局坐标系中的锚取向。
[0013]如果迭代地执行所存储的锚取向的调整，则可以在相应相关联的目标位置的迭代的获取(或，接收)之间移动移动装置。因此，调整基于移动装置的不同实际位置。例如，这支持避免多径效应。此外，可以在统计上更独立地进行调整过程。例如，可以根据移动装置的不同实际位置的最小变化准则来进行锚取向的实际调整。
[0014]第一方向、第二方向和第三方向例如被确定为方向矢量，例如，单位方向矢量。
[0015]锚取向可以表达为和/或存储为旋转矩阵，其在数学上执行对应于第一方向的局部方向矢量的旋转以便实现对应于第二方向的全局方向矢量。换句话说，旋转矩阵可以用于执行局部坐标系与全局坐标系之间的变换。例如，如果对于初始锚取向，锚点相对于全局坐标系的旋转角度和(下)倾斜是可用的(例如，通过测量)，则可以从这些角度获得旋转矩阵。第三方向可以被确定为已知锚位置与所接收的目标位置之间的差分矢量。
[0016]所存储的锚取向的调整可以采用收敛因子利用最陡下降算法(例如，最小均方LMS算法)来执行。为了避免不稳定性或其他恶化的效应，可以选择小的调节增益或收敛因子，使得调整(或调节)缓慢地执行，而另一方面，采用大量的测量结果和目标位置。
[0017]在一些实现方式中，移动装置可以安装到可移动载体装置。在这种情况下，载体装置确定移动装置在全局坐标系内的位置，并且将所确定的位置提供为目标位置。具体地，载体装置对移动装置的位置的确定独立于在移动装置与锚点之间发送的定位信号。例如，载体装置包括其自己的定位引擎，例如，基于即时定位与地图构建SLAM算法或类似方法。例如，载体装置可以是机器人装置，例如，像真空吸尘器机器人等的自主机器人装置。移动装置可以安装在载体装置上的特定位置，例如，在地面上方的特定高度处的杆上。因此，知晓或能够估计其自身位置的载体装置可以基于该信息发送该位置或实际目标位置。对于本领域技术人员来说显而易见的是，存在各种方式来在定位信号的发送期间确定目标位置(如果载体装置的位置可用的话)，例如，基于载体装置与所安装的移动装置之间的已知相对位置。改进的校准概念基于这种确定的目标位置的使用。
[0018]在其他实现方式中，采用至少两个另外的锚点，通过在移动装置与所述至少两个另外的锚点之间发送定位信号和/或相应的另外的定位信号来确定目标位置。例如，基于来自锚点和至少两个另外的锚点(例如，在定位引擎中)的信息，在定位系统中执行目标位置的常规确定。
[0019]根据改进的校准概念的方法可以完全地在锚点自身上执行，或者分布在锚点和定位引擎上。在后一种情况下，锚点可能涉及定位信号的发送和第一方向的确定，并且可以向定位引擎提供所述第一方向以用于进一步处理和执行其余方法步骤。然而，锚点还可以执行第二方向的确定并且将第二方向提供到定位引擎，定位引擎又提供回调整后的锚取向。给定示例不应排除其他分布。
[0020]定位引擎可以是本地定位引擎，其位于与锚点相同的区域(或相同的本地网络)中，或者甚至是锚点之一的一部分。然而，定位引擎还可以被实现为网络云中的服务组件(例如，通过互联网)。
[0021]根据改进的校准概念，一种用于定位系统的装置包括存储器、通信单元以及处理单元。存储器被配置为：存储用于定位系统的锚点在全局坐标系内的已知锚位置；并且存储锚点的锚取向。锚取向相对于全局坐标系定义了锚点的局部坐标系，例如，如上文结合根据改进的校准概念的方法的实现方式所描述的。通信单元被配置为：接收基于在移动装置与锚点之间发送的定位信号的定位信息；并且获取移动装置的目标位置，该目标位置与所发送的定位信号相关联。
[0022]处理单元被配置为基于所接收的定位信息获取或确定局部坐标本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对定位系统中的锚点(ANC)进行校准的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
在移动装置(TG)与所述锚点(ANC)之间发送(101)定位信号；
‑
基于所发送的定位信号确定(102)局部坐标系中的所述移动装置(TG)与所述锚点(ANC)之间的第一方向；
‑
基于所确定的第一方向和所述锚点(ANC)的所存储的锚取向，确定(103)全局坐标系中的所述移动装置(TG)与所述锚点(ANC)之间的第二方向，所述锚取向相对于所述全局坐标系定义所述锚点(ANC)的所述局部坐标系；
‑
获取(104)所述移动装置(TG)的目标位置，所述目标位置与所发送的定位信号相关联；
‑
基于已知锚位置和所述目标位置，确定(105)所述全局坐标系中的所述移动装置(TG)与所述锚点(ANC)之间的第三方向；以及
‑
基于所述第一方向以及所述第二方向与所述第三方向之间的差调整(106)所存储的锚取向。2.根据权利要求1所述的方法，其中，迭代地执行发送所述定位信号的步骤和获取相关联的目标位置的步骤，并且相应地基于此调整所述锚取向。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述移动装置(TG)在相应相关联的目标位置的迭代接收之间移动。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述锚取向是基于所述锚点(ANC)的天线阵列相对于所述全局坐标系的取向的。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述移动装置(TG)被安装到可移动载体装置(CD)，并且其中，所述载体装置(CD)确定所述移动装置(TG)在所述全局坐标系内的位置，并且将所确定的位置提供为所述目标位置。6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，采用至少两个另外的锚点，通过在所述移动装置(TG)与所述至少两个另外的锚点之间发送所述定位信号和/或相应的另外的定位信号来确定所述目标位置。7.一种用于定位系统的装置，所述装置包括：
‑
存储器(MEM)，所述存储器被配置为：
‑
存储用于所述定位系统的锚点(ANC)在全局坐标系内的已知锚位置；并且
‑
存储所述锚点(ANC)的锚取向，所述锚取向相对于所述全局坐标系定义所述锚点(ANC)的局部坐标系；
‑
通信单元(COMM)，所述通信单元被配置为：
‑
接收基于在移动装置(TG)与所述锚点之间发送的定位信号的定位信息；并且
‑
获取所述移动装置(TG)的目标位置，所述目标位置与所发送的定位信号相关联；以及
‑
处理单元(PROC)，所述处...
【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：瑞士优北罗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。