平板运输车的定位装置和定位系统的制作方法

[0001]
本发明涉及定位技术领域，尤其是涉及一种平板运输车的定位装置和定位系统。


背景技术：

[0002]
地铁建设过程中，铺轨作业是必不可少的阶段。此阶段，由于地下隧道全线已贯通，施工人员铺轨作业区长度跨度比较大，所以需要平板运输车临时运送材料来节省人力和时间点。但是，由于施工现场施工人员组织部门等错综复杂，施工现场环境不理想等原因，在几公里甚至几十公里找一台平板运输车着实不易，费时且费力。因此，亟待需要一种可以准确定位平板运输车的定位装置和定位系统。


技术实现要素：

[0003]
基于此，有必要针对上述问题，提供一种平板运输车的定位装置和定位系统，该平板运输车的定位装置和定位系统可以准确地定位到平板运输车的位置，从而方便对平板运输车的管理。
[0004]
本发明实施例提供一种平板运输车的定位装置，该装置包括：一种平板运输车的定位装置，所述定位装置包括：电源模块、控制模块、第一定位模块；
[0005]
所述电源模块用于对所述定位装置供电；
[0006]
所述通信模块用于与外部的基站进行通信；
[0007]
所述第一定位模块用于根据接收到的基站信号计算当前平板运输车位置与至少两个基站之间的第一距离；
[0008]
所述通信模块还用于将计算得到的当前平板运输车位置与至少两个基站之间的第一距离经由基站上传到所述服务器，以使所述服务器根据所述至少两个基站的坐标位置以及当前平板运输车位置与至少两个基站之间的第一距离计算得到平板运输车的当前位置；
[0009]
所述控制模块分别与所述通信模块、所述第一定位模块连接，用于控制所述通信模块与外部的基站进行通信，以及控制所述第一定位模块进行定位计算。
[0010]
本发明实施例提供一种平板运输车的定位系统，该系统包括：至少两个基站、装载在所述平板运输车上的定位装置和服务器；
[0011]
所述至少两个基站用于向所述定位装置发送信号；
[0012]
所述定位装置用于根据接收到的信号计算当前自身位置与所述至少两个基站之间的距离，将计算得到的与所述至少两个基站之间的距离经由所述基站上传到所述服务器；
[0013]
所述服务器用于获取所述至少两个基站的坐标位置，根据所述定位装置与所述至少两个基站之间的距离和所述至少两个基站的坐标位置计算得到所述平板运输车的当前位置。
[0014]
上述平板运输车的定位装置及定位系统，通过在平板运输车上安装定位装置，然
后定位装置根据接收到的基站发送的信号计算当前自身位置与至少两个基站之间的距离，然后将计算得到的与至少两个基站之间的距离经由基站上传到服务器，然后服务器根据至少两个基站的坐标位置以及定位装置与至少两个基站之间的距离计算得到平板运输车的当前位置。该平板运输车的定位装置及定位系统，能够实现对平板运输车的准确定位。
附图说明
[0015]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0016]
图1为一个实施例中平板运输车的定位装置的内部结构图；
[0017]
图2为一个实施例中定位装置与基站交互的示意图；
[0018]
图3为一个实施例中平板运输车的定位系统的架构图；
[0019]
图4为一个实施例中平板运输车的定位方法的流程图。
具体实施方式
[0020]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]
如图1所示，提出了一种平板运输车的定位装置，该定位装置装载在平板运输车上，该定位装置10包括：电源模块102、控制模块104、通信模块106和第一定位模块108；
[0022]
所述电源模块102用于对所述定位装置供电。
[0023]
所述通信模块106用于与外部的基站进行通信。
[0024]
所述第一定位模块108用于根据接收到的基站信号计算当前平板运输车位置与至少两个基站之间的第一距离。
[0025]
所述通信模块106还用于将计算得到的当前平板运输车位置与至少两个基站之间的第一距离经由基站上传到所述服务器，以使所述服务器根据所述至少两个基站的坐标位置以及当前平板运输车位置与至少两个基站之间的第一距离计算得到平板运输车的当前位置。
[0026]
所述控制模块104分别与所述通信模块106、所述第一定位模块108连接，用于控制所述通信模块106与外部的基站进行通信，以及控制所述第一定位模块108进行定位计算。
[0027]
其中，电源模块102用于对定位装置中的其他模块供电。通信模块106用于采用无线技术与外部通信，包括与外部基站的通信。在一个实施例中，通信模块包括：2.4g天线单元，即采用2.4g频段与外部进行通信。第一定位模块用于根据接收到的基站信号计算当前平板运输车与至少两个基站之间的第一距离。在一个实施例中，第一定位模块为uwb测距模块，uwb测距模块用于测量与基站之间的距离。在另一个实施例中，通信模块还包括uwb天线单元，用于通过uwb天线接收或发射信号。
[0028]
参考图1，在一个实施例中，所述定位装置10还包括：第二定位模块109，所述第二定位模块109用于根据接收到的基站信号强度计算当前平板运输车距离基站的第二距离；
所述通信模块还用于将所述第二距离经由基站上传到所述服务器，以使所述服务器基于所述第一距离和所述第二距离确定所述定位装置与所述基站之间的目标距离。
[0029]
其中，第二定位模块为2.4g模块，用于根据接收到的基站信号强度计算当前平板运输车距离基站的第二距离。通信模块106包括：2.4g天线单元和uwb天线单元，2.4g天线单元与第二定位模块连接，uwb天线单元与第一定位模块连接，即第二定位模块通过2.4g天线单元与外部基站进行通信，第一定位模块通过uwb天线单元与外部基站进行通信。
[0030]
参考图1，在一个实施例中，所述定位装置还包括：音频模块110和喇叭112，所述音频模块110与所述通信模块106连接，用于存储音频信息，并通过所述喇叭112进行播放。在一个实施例中，当检测到平板运输车距离其他定位装置太近时，则通知音频模块110发出报警信号。音频模块110还用于当经由基站接收到服务器发送的播报指令时，根据播报指令进行语音的播放。
[0031]
在一个实施例中，所述第一定位模块还用于向所述基站发送第一信号，接收所述基站返回的第一应答信号，向所述基站发送第二信号，接收所述基站返回的第二应答信号，所述第二应答信号中携带有所述基站接收到所述第一信号时的第一时间点，返回所述第一应答信号的第二时间点以及接收到所述第二信号时的第三时间点；所述第一定位模块还用于获取发送所述第一信号时的第四时间点，接收到所述第一应答信号的第五时间点、发送所述第二信号时的第六时间点，基于所述第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点、第五时间点和第六时间点计算得到所述定位装置与所述基站之间的第一距离。
[0032]
在一个实施例中，所述第二定位模块还用于通过所述通信模块接收所述基站定时发送的广播信息，根据接收到的所述广播信息计算出信号强度，根据信号强度计算得到与所述基站之间的第二距离；所述控制模块还用于基于所述第一距离和所述第二距离确定所述定位装置与所述基站之间的目标距离。
[0033]
在一个实施例中，所述第一定位模块还用于接收其他定位装置广播的信息，所述广播信息中携带有其他定位装置到所述基站的距离；所述第二定位模块还用于根据接收到的其他定位装置的信号强度，根据所述信号强度判断所述定位装置与所述其他定位装置的位置关系；所述控制模块还用于根据所述其他定位装置到所述基站的距离、自身到所述基站的距离和所述定位装置与所述其他定位装置的位置关系确定自身与其他定位装置之间的距离。
[0034]
在一个实施例中，控制模块104与所述电源模块102连接，用于获取电源模块的电量信息，将电量不足时，通过音频模块播放相应的语音提示。
[0035]
如图2所示，在一个实施例中，提出了一种平板运输车的定位系统，该系统包括：至少两个基站20、装载在所述平板运输车上的定位装置10和服务器30；
[0036]
所述至少两个基站20用于向所述定位装置发送信号；
[0037]
所述定位装置10用于根据接收到的信号计算当前自身位置与所述至少两个基站之间的距离，将计算得到的与所述至少两个基站之间的距离经由基站上传到所述服务器；
[0038]
所述服务器30用于获取所述至少两个基站的坐标位置，根据所述定位装置与所述至少两个基站之间的距离和所述至少两个基站的坐标位置计算得到所述平板运输车的当前位置。
[0039]
其中，定位装置中包括：通信模块、第一定位模块、控制模块和电源模块。定位装置
安装在平板运输车上，用于对平板运输车的定位，即定位装置的位置即是平板运输车的位置。
[0040]
如图3所示，为一个实施例中定位装置与基站交互的示意图，所述基站20还用于接收所述定位装置发送的第一信号，基于所述第一信号向所述定位装置10返回第一应答信号，接收所述定位装置10发送的第二信号，基于所述第二信号向所述定位装置10返回第二应答信号，所述第二应答信号中携带有接收到所述第一信号时的第一时间点，返回所述第一应答信号的第二时间点以及接收到第二信号时的第三时间点；
[0041]
所述定位装置10还用于获取发送所述第一信号时的第四时间点，接收到所述第一应答信号的第五时间点、发送所述第二信号时的第六时间点，基于所述第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点、第五时间点和第六时间点计算得到所述定位装置10与所述基站20之间的第一距离。
[0042]
其中，为了提高定位装置测距的准确性，基于信号发送接收时间差来计算两者的距离。首先，由定位装置10向基站20发出第一信号，基站20接收到信号后返回第一应答信号，定位装置10收到第一应答信号后，向基站20发送第二信号，然后接收基站20返回的第二应答信号，第二应答信号中携带有接收到第一信号时的第一时间点、返回第一应答信号的第二时间点，接收到第二信号时的第三时间点，然后获取定位装置本身发送第一信号时的第四时间点、接收第一应答信号的第五时间点以及发送第二信号时的第六时间点。采用以下测距计算公式：tround1＝第五时间点-第四时间点；treply1＝第二时间点-第一时间点；tround2＝第三时间点-第二时间点；treply2＝第六时间点-第五时间点；然后通过以下公式计算得到传输的时间t：
[0043]
t＝[(tround1*tround2)-(treply1*treply2)]/(tround1+tround2+treply1+treply2)。进而根据信号传输的速度v，计算得到定位装置与基站之间的第一距离＝t*v。
[0044]
在一个实施例中，所述基站还用于定时向所述定位装置广播信息；所述定位装置还用于接收所述基站的广播信息，根据接收到的所述广播信息计算出信号强度，根据信号强度计算得到与所述基站之间的第二距离；所述定位装置还用于基于所述第一距离和所述第二距离确定所述定位装置与所述基站之间的目标距离。
[0045]
其中，为了提高定位装置与基站之间距离的准确性，引入了通过信号强度来计算得到定位装置与基站之间的第二距离，然后综合第一距离和第二距离得到定位装置与基站之间的目标距离。具体地，基站定时向附近的设备广播自己的信息，附近的设备根据接收到的基站信号估算出信号强度，进而根据信号强度与距离的关系估算出与基站之间的距离。可以通过以下公式计算得到，d＝(rss-a-eaf)/10*n,其中，rss表示信号强度；eaf表示随机变量；n表示信号传播常量，也叫做传播指数；d表示与发送端距离；a表示在1米距离接收信号强度绝对值。
[0046]
在一个实施例中，所述服务器还用于对接收到的所述定位装置与所述至少两个基站之间的距离数据进行过滤处理，过滤掉异常数据，基于过滤处理后的数据进行轨迹光滑处理得到所述平板运输车的当前位置。
[0047]
其中，由于隧道环境干扰较多，例如信号的遮挡，折射，无线信号间的干扰等，会造成测得的距离不准确，因此需要过滤许多干扰数据。上传到服务器的数据中会存在干扰数据，所以在进行计算之前，首先需要对接收到的距离数据进行过滤处理，过滤掉异常数据。
在实际应用中，我们获取的位置数据不是连续的坐标点，再加上过滤掉干扰数据的话，这个坐标点就更不连续了，这会造成界面上的平板运输车的移动是突变的，跳跃式的移动，显然这是不符合实际的，所以需要对轨迹进行光滑处理来得到平板运输车的当前位置。
[0048]
在一个实施例中，所述服务器还用于获取所述平板运输车的历史运行轨迹，根据所述历史运行轨迹预测当前运行轨迹，若上传到的所述服务器的距离数据与预测的当前运行轨迹不符，则过滤掉所述距离数据。
[0049]
其中，具体过滤的方式可以是通过获取平板运输车的历史运行轨迹，然后根据历史运行轨迹预测当前运行轨迹，若上传到服务器的距离数据明显与预测的结果不符，则过滤掉该距离数据。
[0050]
在一个实施例中，所述平板运输车的定位系统还包括：其他定位装置，所述其他定位装置为装载在其他平板运输车或其他轨道运输车上的装置；所述定位装置还用于接收其他定位装置广播的信息，所述广播信息中携带有其他定位装置到所述基站的距离；所述定位装置还用于根据所述其他定位装置到所述基站的距离、自身到所述基站的距离和接收到的其他定位装置的信号强度确定自身与其他定位装置之间的距离。
[0051]
其中，为了避免平板运输车与其他平板运输车或其他轨道运输车发生碰撞，需要检测平板运输车与其他平板运输车或其他轨道运输车之间的距离，当距离过小时，则提前发出预警。装载在平板运输车上的定位装置之间能够互相通信，定位装置接收其他定位装置的广播信息，根据广播信息得知其他定位装置到某个基站的距离，然后根据自身到该基站的距离，以及接收到的其他定位装置的信号强度来确定自身与其他定位装置之间的距离。
[0052]
由于平板运输车以及其他轨道运行车都是运行在轨道上的，可以将他们看作是在同一条直线上运动，这样就会出现两种情况，一种是平板运输车与其他平板运输车在基站的两侧，另一种是平板运输车与其他平板运输车在基站的同侧，然后根据信号强度就可以确定是在同侧还是在两侧，进而就可以确定两者之间的距离。
[0053]
举例说明，有两个运输车a和b，一个基站s，a通过测距知道了a到s的距离，b也知道了b到s的距离。a向b报告自己到s的距离，同时b也能获取到a发射的信号强度，自此，b就知道了a到s的距离，b到s的距离，以及a到b的信号强度。根据a到b的信号强度可以推断出a和b是在同一侧还是在两侧，进而就可以根据a到s的距离以及b到s的距离计算得到a和b之间的距离。
[0054]
在一个实施例中，所述定位装置还用于当接收到的其他定位装置的信号强度大于预设信号强度时，判定所述定位装置与所述其他定位装置在所述基站的同一侧，将自身到所述基站的距离和其他定位装置到所述基站的距离的差值的绝对值作为两个定位装置之间的距离。
[0055]
其中，设置预设信号强度，当接收到其他定位装置的信号强度大于预设信号强度时，则说明两者距离比较近，判断两者在同一侧，进而就可以将两者到基站的距离之差作为两个定位装置之间的距离。当接收到其他定位装置的信号强度小于预设信号强度时，则说明两者距离比较远，判断两者在两侧，进而就可以将两者到基站的距离之和作为两个定位装置之间的距离。
[0056]
在一个实施例中，所述定位装置还用于当自身距离其他定位装置的距离小于预设
距离时，则发出报警信号。
[0057]
其中，为了避免平板运输车之间的碰撞，以及平板运输车与其他轨道运输车之间的碰撞，当检测到自身距离其他定位装置的距离小于预设距离(比如，5米)时，则发出报警信号进行提醒。
[0058]
在一个实施例中，所述定位装置还用于接收服务器发送的信息，当所述信息为播报信息时，播放所述播报信息。
[0059]
其中，定位装置中包含有音频模块和喇叭，当接收到播报信息时，则通过音频模块和喇叭进行语音的播放。比如，安全事项的播放等。
[0060]
如图4所示，在一个实施例中，提出了一种平板运输车的定位方法，该方法应用于平板运输车的定位系统，该系统包括：至少两个基站、服务器和装载在所述平板运输车上的定位装置；
[0061]
上述方法包括：
[0062]
步骤402，至少两个基站向定位装置发送信号；
[0063]
步骤404，定位装置根据接收到的信号计算当前自身位置与至少两个基站之间的距离，将计算得到的与至少两个基站之间的距离经由基站上传到服务器；
[0064]
步骤406，服务器获取至少两个基站的坐标位置，根据定位装置与至少两个基站之间的距离和至少两个基站的坐标位置计算得到平板运输车的当前位置。
[0065]
在一个实施例中，所述至少两个基站向所述定位装置发送信号，包括：
[0066]
所述基站接收所述定位装置发送的第一信号，基于所述第一信号向所述定位装置返回第一应答信号，接收所述定位装置发送的第二信号，基于所述第二信号向所述定位装置返回第二应答信号，所述第二应答信号中携带有接收到所述第一信号时的第一时间点，返回所述第一应答信号的第二时间点、接收到第二信号时的第三时间点以及返送第二应答信号的第四时间点；
[0067]
所述定位装置根据接收到的信号计算当前自身位置与所述至少两个基站之间的距离，将计算得到的与所述至少两个基站之间的距离上传到所述服务器，包括：
[0068]
所述定位装置获取发送所述第一信号时的第五时间点，接收到所述第一应答信号的第六时间点、发送所述第二信号时的第七时间点以及接收所述第二应答信号的第八时间点，基于所述第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点、第五时间点、第六时间点、第七时间点和第八时间点计算得到所述定位装置与所述基站之间的第一距离。
[0069]
在一个实施例中，上述平板运输车的定位方法还包括：
[0070]
所述基站定时向所述定位装置广播信息；
[0071]
所述定位装置接收所述基站的广播信息，根据接收到的所述广播信息计算出信号强度，根据信号强度计算得到与所述基站之间的第二距离；
[0072]
所述定位装置基于所述第一距离和所述第二距离确定所述定位装置与所述基站之间的目标距离。
[0073]
在一个实施例中，所述服务器获取所述至少两个基站的坐标位置，根据所述定位装置与所述至少两个基站之间的距离和所述至少两个基站的坐标位置计算得到所述平板运输车的当前位置，包括：所述服务器对接收到的所述定位装置与所述至少两个基站之间的距离数据进行过滤处理，过滤掉异常数据，基于过滤处理后的数据进行轨迹光滑处理得
到所述平板运输车的当前位置。
[0074]
在一个实施例中，所述服务器对接收到的所述定位装置与所述至少两个基站之间的距离数据进行过滤处理，过滤掉异常数据，基于过滤处理后的数据进行轨迹光滑处理得到所述平板运输车的当前位置，包括：所述服务器还用于获取所述平板运输车的历史运行轨迹，根据所述历史运行轨迹预测当前运行轨迹，若上传到的所述服务器的距离数据与预测的当前运行轨迹不符，则过滤掉所述距离数据。
[0075]
在一个实施例中，所述系统还包括：其他定位装置，所述其他定位装置为装载在其他平板运输车或其他轨道运输车上的装置；所述方法还包括：所述定位装置接收其他定位装置广播的信息，所述广播信息中携带有其他定位装置到所述基站的距离；所述定位装置根据所述其他定位装置到所述基站的距离、自身到所述基站的距离和接收到的其他定位装置的信号强度确定自身与其他定位装置之间的距离。
[0076]
在一个实施例中，所述定位装置根据所述其他定位装置到所述基站的距离、自身到所述基站的距离和接收到的其他定位装置的信号强度确定自身与其他定位装置之间的距离，包括：所述定位装置当接收到的其他定位装置的信号强度大于预设信号强度时，判定所述定位装置与所述其他定位装置在所述基站的同一侧，将自身到所述基站的距离和其他定位装置到所述基站的距离的差值的绝对值作为两个定位装置之间的距离。
[0077]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0078]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0079]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。