[发明专利]目标物精确定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及定位方法及系统，尤其涉及一种目标物精确定位方法及系统。

背景技术

随着科技的发展，电子定位方法越来越多地应用于安防领域，在某些特定的区域，例如，在有的建筑物中，要求每个进入的人员佩戴标签，用以实时掌握该人员的动态。又例如在煤矿作业中，可在矿井内作业的矿工或车辆上设置标签，从而实现对其进行实时监控，能在发生危险时及时做出预报和辅助救援。对于这种特定区域内的目标物定位系统，首先是在该特定区域内设置一个或多个电子装置(以下称之为节点)构成空间坐标网络，作为定位目标物的参照。当目标物进入该空间坐标网络后，通过获取目标物与附近节点间的相对距离来确定目标物在空间坐标网络中的位置，从而实现定位。

在现有的定位操作中，可采用RTT(Round Trip Time)回环时间测距定位方法，节点首先发射红外线或超声波，标签接收后发射反馈信号，利用此传输过程的时间值计算出节点与标签之间的距离，当获得标签与多个节点之间的距离值即可实现定位。应用环境必须通透，宽敞，没有阻挡红外线，超声波传输的障碍物，对应用环境的要求比较苛刻。又例如在基于RSSI(Received Signal Strength Indication)接收信号衰减度的测距定位方法中，节点通过接收标签发出的带有初始发射信号强度值的信号，然后计算出接收到的信号强度，得出信号衰减值，然后根据所在环境的无线传输衰减模型估算出标签到相应节点的距离，实现定位。这种测量是区域性的，和节点前端的低噪音处理电路有很大关系。其它的定位方法还例如有基于AOA(信号角度)的测距定位方法。环境中所有节点天线预先设置某一参考方向，接收到来自标签的信号，计算出接收到的标签信号的方向与节点天线预先设置的参考方向间的角度，然后通过一定的运算机制计算出标签的位置。此种定位方法的定位精度和有效性是建立在节点天线良好的方向敏感度上的，并且定位精度随节点天线阵列密度的增加而增强。另外，基于TOA(信号到达时间)测距定位方法中，需要标签与节点的时钟严格同步，标签发射信号，然后各节点分别计算接收到信号的时间点，计算出标签信号从发射到各个节点收到信号的时间值，即可确定标签到各个节点的距离，以各个节点为圆心，标签到节点距离为半径作圆，则各个圆的交集处即为标签的位置。二维平面定位至少需要3个节点，三维定位至少需要4个节点，同时要求标签与节点有精确到纳秒级的时钟同步系统，成本很高，系统实现复杂。另外，基于TOF(信号传输时间)的测距定位方法中，标签、节点都有独立且精确的时钟系统，各个节点向标签发射带有发射时间点值的数据，标签根据接收的数据和接收时间点值，计算出信号从各个节点到标签的传输时间，标签再根据所在环境信号传输速率计算出标签到各个节点的距离，实现定位。该系统要求标签与节点都具备需要相当花费的精准的时钟系统，时钟的偏差和漂移都将严重影响定位的精度；虽然硬件简单，但如果标签，节点采用一般性的无线通信方式，信号容易受到其它噪音和多径信号影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于基于现有技术中针对特定区域内目标物定位方法不精确的缺陷，提供一种目标物精确定位方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种目标物精确定位方法，基于空间中的节点，精确定位设有标签的目标物，包括步骤：

所述节点发送广播信号以通知测距范围内的所述标签准备进行测距；

标签识别所述广播信号，并发送测距信号至所述节点；

所述节点接收所述测距信号，响应处理后发送应答信号至所述标签；

所述标签接收所述应答信号并将所述应答信号回传至所述节点；

所述节点基于回传的所述应答信号中携带的时间信息计算所述标签与所述节点之间的距离，并将计算的所述距离值发送至中央服务器，用以定位所述目标物。

在依据本发明实施例的目标物精确定位方法中，所述标签将所述应答信号回传至所述节点以通知所述节点准备进行再次测距；

所述节点发送再次测距信号至所述标签；

所述标签接收所述再次测距信号，响应处理后发送再次应答信号至所述节点；

所述节点基于接收的所述再次应答信号中携带的时间信息计算所述标签与所述节点之间的距离，并将计算的所述距离值发送至所述中央服务器，用以定位所述目标物。

在依据本发明实施例的目标物精确定位方法中，所述标签与所述节点之间的距离L通过公式计算获得：

L＝((T4-T1)-(T3-T2))/2*v                                (1)