[发明专利]一种层间过渡区域的室内定位装置和方法

说明书

本发明属于室内定位技术领域，具体提供一种层间过渡区域的室内定位装置和方法，用以解决现有室内定位系统在上/下楼层的层间过渡区域中标签卡定位误差较大、分楼层二维定位混乱、无法获取携卡人员连续运动轨迹及定位数据易缺失等问题。本发明通过在楼层过渡区域的固定位置部署低频基站与低频发射天线，能够准确可靠的判定楼层过渡区域的携卡人员是上楼还是下楼，提高了定位系统的可靠性；此外，在楼层过渡区域利用标签卡所在当前楼层二维定位系统与上/下楼层二维定位系统联合协同解算标签卡的高度，用以修正二维定位的位置解算误差，提高了分楼层二维定位系统标签卡定位精度，实现了人员移动轨迹连续可追溯。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，具体为一种层间过渡区域的室内定位装置和方法。

背景技术

近年来，随着室内定位技术精度的提高，越来越多的行业应用室内定位技术来提供精确的定位信息。室内楼层定位系统为了节约成本，普遍采用了分楼层二维定位的方式；这种定位方式在上/下楼梯的楼层过渡区存在以下问题：由于携卡人员上下楼梯的过渡区域有高度变化，因此经二维定位解算后的位置误差变大，使得定位系统不能依据标签的运动轨迹来准确可靠的判定人员的是上楼还是下楼，从而无法选择正确楼层的基站进行定位，进一步造成分楼层定位系统混乱，导致人员定位轨迹不连续，严重时还会使得标签从定位系统中断开，需要重新发起连接，结果造成标签定位数据的缺失。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的室内定位系统在上/下楼层的层间过渡区域中标签卡定位误差较大、分楼层二维定位混乱、无法获取携卡人员连续运动轨迹及定位数据易缺失等问题，提供一种层间过渡区域的室内定位装置和方法；本发明通过在楼层过渡区域的固定位置部署低频基站与低频发射天线，能够准确可靠的判定楼层过渡区域的携卡人员是上楼还是下楼，解决了分楼层二维定位混乱及定位数据易缺失问题，提高了定位系统的可靠性；此外，在楼层过渡区域利用标签所在当前楼层二维定位系统与上/下楼层二维定位系统联合协同解算标签卡的高度，用以修正二维定位的位置解算误差，提高了分楼层二维定位系统标签卡定位精度，实现了人员移动轨迹连续可追溯。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种层间过渡区域的室内定位装置，包括：低频定位基站、低频定位天线、UWB定位基站、标签卡与定位服务器；其特征在于，针对任一楼层i：楼层i、楼梯平台i+1/2与楼梯平台i-1/2分别设置有UWB定位基站、且均位于下行区与上行区的交汇处；所述低频定位天线由四根单元天线构成、依次标记为1号、2号、3号与4号，单元天线均与低频定位基站通过双绞线连接、且均设置于楼层i区域；四根单元天线呈矩阵分布，1号与2号单元天线并排布置于楼梯上行区一侧的墙壁上、且1号单元天线靠近楼梯上行区，3号与4号天线并排布置于楼梯下行区一侧的墙壁上、且3号天线靠近楼梯下行区，四根单元天线的离地高度相同，低频定位基站布置于楼梯口的任意侧墙壁上；所述标签卡为人员随身携带，具有UWB与低频两种定位模式；标签卡与低频定位基站低频无线连接，标签卡与UWB定位基站超宽带无线连接；所述定位服务器与低频定位基站、UWB定位基站Wi-Fi无线通信连接。

进一步的，所述单元天线的离地高度为0.5～1.5米，同侧墙壁上单元天线的间距为0.3～0.8米。

进一步的，所述室内定位装置在每一个定位采集周期中，定位服务器下发控制信息至低频定位基站和UWB定位基站，低频定位基站与UWB定位基站分别发出低频唤醒信号与UWB唤醒信号，标签卡接收低频唤醒信息与UWB唤醒信号、并回传低频定位信息与UWB定位信息至低频定位基站和UWB定位基站，低频定位基站与UWB定位基站再分别上传低频定位信息与UWB定位信息至定位服务器，定位服务器获取低频定位信息与UWB定位信息后对标签卡的位置进行解算、进而提供携卡人员的连续三维位置信息。

基于上述层间过渡区域的室内定位装置的室内定位方法，包括以下步骤：