一种提高物体定位刷新率的方法及装置与流程

1.本发明涉及室内定位技术领域，特别是涉及一种提高物体定位刷新率的方法及装置。


背景技术：

2.室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位、动作捕捉等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：uwb、蓝牙、红外线、超宽带、rfid、zigbee、动作捕捉和超声波等技术。
3.在室内定位技术中，定位小区一般由定位基站和定位标签构成，某一定位场景如图1所示，在一个定位小区中至少具有一个能够通信和定位的基站，小区内所有标签通过通信链路连接到该基站进行进行双向通信，基站统一调度小区内所有定位标签的定位时隙，同时定位标签通过向定位基站广播定位信号实现定位。标签通常按照tdma方式进行调度，在一个定位周期t内，基站按照标签固定的时隙长度，按照顺序依次给每个标签分配定位时隙，以保证标签之间定位信号不冲突，如图2所示，三个标签工作时隙顺序排列，标签之间相互独立工作，每个标签定位频率均为f＝1/t。为了提高定位物体的定位频率，目前一般会用到以下两种方法：
4.1)通过降低标签的定位周期，提高刷新率；
5.2)单独设置某个标签定位频率，从而提高该标签所在物体的定位刷新率。
6.对于上述两种方式，虽都能提升物体的刷新率，但是均具有一定的缺陷，比如第一种方式，会导致系统容量降低，而对于第二种方式，会造成该标签的时隙与其他标签的时隙冲突，同时将会导致该标签功耗升高。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，提供一种提高物体定位刷新率的方法及装置，以实现在不减小系统容量和不增加定位标签功耗的情况下，提升物体的定位刷新率。
8.根据本发明的第一方面，提供一种提高物体定位刷新率的方法，包括如下步骤：
9.s100、在定位物体上设置多个定位标签；
10.s200、在服务器上录入所述定位物体上的每个定位标签的id，配置标签组，并将此标签组信息发送至小区内的基站；
11.s300、所述基站采用协作式时隙分配方式为所述标签组内的每个定位标签分配时隙；
12.s400、所述标签组内的定位标签共同对物体进行定位。
13.进一步的，在步骤s100中，所述标签组内的多个所述定位标签设置在任意平面内。
14.进一步的，所述标签组内任意一个定位标签的位置均可表示待定位物体的位置。
15.进一步的，在步骤s100中，所述标签组内的多个所述定位标签设置在同一平面内。
16.进一步的，在步骤s100中，在三维坐标系xyz中，多个所述定位标签沿平行于x轴，y轴或z轴方向垂直安装。
17.进一步的，在所述三维坐标系xyz中，当多个所述定位标签沿平行于z轴方向垂直安装时，每个所述定位标签的位置坐标(x,y,z)均表示所述待定位物体的位置坐标；当多个所述定位标签沿平行于y轴方向垂直安装时，每个所述定位标签的位置坐标(x,y,z)均表示所述待定物体的位置坐标，当多个所述定位标签沿平行于x轴方向垂直安装时，每个所述定位标签的位置坐标(x,y,z)均表示所述待定物体的位置坐标。
18.进一步的，在步骤s300中，所述协作式时隙分配方式为：
19.s301、确定标签组内的定位标签数量；
20.s302、计算标签组内各个定位标签的时隙间隔，并按时隙间隔为标签组内的定位标签依次分配时隙；
21.s303、对非标签组内的其他标签按照顺序分配时隙。
22.进一步的，在步骤s302中，所述标签组内各个定位标签的时隙间隔采用均分算法进行计算，公式为：
23.sgap＝t/n；
24.其中，t为预设定位周期，n为标签组内定位标签的数量。
25.根据本发明的第二方面，提供一种提高物体定位刷新率的装置，包括：
26.定位标签：用于实现定位物体的定位功能；
27.服务器：用于接收定位标签的定位信息，并进行标签组的配置；
28.基站：用于向服务器发送定位标签的定位信息以及接收服务器发送的信息，并对接收的信息采用协作式时隙分配方式进行定位标签时隙的分配。
29.进一步的，所述服务器包括编辑模块、信息提取模块、排序输出模块以及时隙计算模块，所述编辑模块用于对定位物体对应标签信息进行编辑，所述信息提取模块用于提取定位物体上定位标签的信息，所述排序输出模块用于对标签组对应信息进行优先输出，所述时隙计算模块用于根据特定的逻辑公式计算各定位标签的定位时隙。
30.通过上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
31.本发明设计简单，通过在定位物体上绑定多个定位标签，融合多个标签位置计算定位物体的实际位置，在每个定位标签定位频率不变的情况下通过协作式时隙分配方法分配多个标签的时隙，实现了在不减小系统容量和不增加定位标签功耗的情况下，达到成倍提高待定位物体定位刷新率的目的。
附图说明
32.图1为uwb典型定位小区示意图；
33.图2为定位标签tdma调度方式示意图；
34.图3为本发明一种提高物体定位刷新率的方法的流程示意图；
35.图4为本发明一种提高物体定位刷新率的方法中多个定位标签定位一个物体的原理图；
36.图5为本发明一种提高物体定位刷新率的方法中定位标签协作式时隙分配方式示意图；
37.图6为本发明一种提高物体定位刷新率的装置的结构框图。
具体实施方式
38.下面将结合示意图对本发明的提高物体定位刷新率的方法及装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
39.在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
40.如图3所示，本发明实施例提出了一种提高物体定位刷新率的方法，包括如下步骤：
41.s100、在定位物体上设置多个定位标签。
42.在步骤s100中，所述标签组内的多个所述定位标签设置在任意平面内。所述标签组内任意一个定位标签的位置均可表示待定位物体的位置。通常被定位物体比标签大得多，所以标签组内任意一个标签位置均可表示被定位物体位置时，任意平面内标签安装位置不受限制。
43.在一个实施例中，所述标签组内的多个所述定位标签设置在同一平面内，同一平面内标签安装位置不受限制。
44.在一个实施例中，三维坐标系xyz中，多个所述定位标签沿平行于x轴，y轴或z轴方向垂直安装。
45.具体的，定位标签用于进行定位物体的位置标识，在一个定位物体上的多个定位标签可以进一步的限定位置关系，在三维坐标系xyz中，当多个所述定位标签沿平行于z轴方向垂直安装时，每个所述定位标签的位置坐标(x,y,z)均表示所述待定位物体的位置坐标；当多个所述定位标签沿平行于y轴方向垂直安装时，每个所述定位标签的位置坐标(x,y,z)均表示所述待定物体的位置坐标，当多个所述定位标签沿平行于x轴方向垂直安装时，每个所述定位标签的位置坐标(x,y,z)均表示所述待定物体的位置坐标。
46.例如，在车辆中央紧密(堆叠)安装多个标签，在允许的误差范围内，具体的误差范围需要结合具体的应用场景进行确定，可认为任意一个标签位置均代表车辆中心位置。
47.其中图4示意了3个定位标签taga、tagb和tagc按照z轴安装的形式，根据实际需要，也可以按照其他轴进行安装。
48.本发明中对定位标签的设置涵盖任意可行的方式，可以是直接设置在定位物体上，也可以是间接设置在定位物体上。此外，也不限于三维坐标中，例如在二维中等。
49.s200、在服务器上录入所述定位物体上的每个定位标签的id，配置标签组，并将此标签组信息发送至小区内的基站。
50.具体的，服务器用于接收定位标签的定位信息，进行标签组的配置，一个标签组内包含物体上所有定位标签，如一个物体上安装有taga与tagb两个定位标签，则该物体对应的标签组为taga和tagb组成。
51.s300、所述基站采用协作式时隙分配方式为所述标签组内的每个定位标签分配时
隙。
52.具体的，协作式时隙分配方式为：
53.s301、确定标签组内的定位标签数量；
54.s302、计算标签组内各个定位标签的时隙间隔，并按时隙间隔为标签组内的定位标签依次分配时隙，标签组内各个定位标签的时隙间隔采用均分算法进行计算，公式为：
55.sgap＝t/n；
56.其中，t为预设定位周期，n为标签组内定位标签的数量；
57.s303、对非标签组内的其他标签按照顺序分配时隙。
58.具体的，基站接收服务器发送的信息，并对接收的信息进行定位标签时隙的分配，例如，可以是按照时隙号，从小到大分配时隙，先接入先分配时隙等形式，时隙分配完毕后，对于标签组来说，其单独的定位周期不会改变，例如，如图5所示，标签组由taga与tagb组成，基站优先分配taga与tagb的定位周期为t/2，接着依次分配非标签组内的标签tagc与tagd的定位周期为t，taga与tagb组成的标签组的定位周期之和也为t，与tagc和tagd的定位周期相同，若将taga与tagb同时安装在同一个物体上，则实现在不减小系统容量和不增加定位标签功耗的情况下，为该物体提高一倍的刷新率，同理，若为一物体安装n个定位标签，则能为该物体提高n
‑
1倍的刷新率。
59.本发明另一个实施例还提供一种提高物体定位刷新率的装置，请参考图6，包括：
60.定位标签：用于实现定位物体的定位功能；
61.服务器：用于接收定位标签的定位信息，并进行标签组的配置；
62.基站：用于向服务器发送定位标签的定位信息以及接收服务器发送的信息，并对接收的信息进行定位标签时隙的分配。
63.其中，定位标签例如可以是uwb定位标签，或者其他任何能够具有定位功能的标签。
64.进一步的，如图6所示，所述服务器包括依次信号连接的编辑模块、信息提取模块、排序输出模块以及时隙计算模块，所述编辑模块用于对定位物体对应标签信息进行编辑，所述信息提取模块用于提取定位物体上定位标签的信息，所述排序输出模块用于对标签组对应信息进行优先输出，所述时隙计算模块用于根据特定的逻辑公式计算各定位标签的定位时隙。
65.具体的，操作人员在服务器上通过编辑模块编写各定位物体对应的标签，对于拥有多个定位标签的物体，建立标签组，标签组内包含该定位物体上各个定位标签的id，信息提取模块接收编辑模块发出的信息，进行定位标签id的提取以及对应数量的确认，比如：对于含有多个定位标签的标签组，提取该标签组内各定位标签的id信息以及确认该标签组内各定位标签的数量，对于单个定位标签信息，提取该单个定位标签的id信息以及确认数量为1，在定位标签id提取以及对应数量的确认完成后，信息提取模块将处理的信息发送至排序输出模块，排序输出模块优先依次输出标签组内各定位标签的信息和数量至时隙计算模块，通过均分算法依次计算标签组内各定位标签的定位时隙并依次输出给基站，在标签组内所有定位标签时隙分配完成后，排序输出模块再依次输出单个标签的信息和数量至时隙计算模块，进行单个标签时隙的分配。
66.所述基站例如可以是uwb基站。
67.所述基站采用协作式时隙分配方式为所述标签组内的每个定位标签分配时隙。
68.综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下优势：
69.本发明通过在定位物体上绑定多个定位标签，融合多个标签位置计算定位物体的实际位置，在每个定位标签定位频率不变的情况下通过协作式时隙分配方法分配多个标签的时隙，实现了在不减小系统容量和不增加定位标签功耗的情况下，达到成倍提高待定位物体定位频率的目的。
70.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。