技术领域
[0001] 本
发明涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种主动定位方法及主动定位系统。
背景技术
[0002] 在室内定位技术中，定位系统中各个目标的
位置都是由定位基站或者后台
服务器进行解算的。在需要定位的目标较多时，就会出现解算时间长、解算速度慢的问题，使得定位系统能够容纳的目标数量存在限制，无法适应需要对大量目标进行定位的场景。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明提供了一种主动定位方法及主动定位系统。
[0004] 本发明提供的技术方案如下：
[0005] 一种主动定位方法，应用于主动定位系统，所述主动定位系统包括多个定位标签、多个定位基站、同步
控制器和解算设备，所述定位标签设置在一个或多个待定位设备上，该主动定位方法包括：
[0006] 所述定位标签接收所述同步控制器发送的起始
信号，并在接收到所述起始信号时开始计时；
[0007] 所述定位基站接收所述同步控制器发送的
差分信号，根据所述差分信号发送UWB定位信号；
[0008] 所述定位标签根据接收到的UWB定位信号的时刻，确定开始计时后接收到不同定位基站发送的UWB定位信号的时间差；
[0009] 所述定位标签根据接收到的多个定位基站的UWB定位信号，确认该定位标签的标签位置信息，并将所述标签位置信息发送至所述解算设备；
[0010] 所述解算设备根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签所在待定位设备的位置信息。
[0011] 进一步地，多个所述定位标签预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签的相对位置关系，所述解算设备根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签所在待定位设备的位置信息的步骤包括：
[0012] 确认与所述待定位设备对应的所有定位标签；
[0013] 确认与所述待定位设备对应的所有定位标签的标签位置信息是否全部获得；
[0014] 若与所述待定位设备对应的所有定位标签的标签位置信息全部获得，根据所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签的相对位置关系，确认所述待定位设备的外部轮廓投影的位置范围。
[0015] 进一步地，多个所述定位标签预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的预设点位与所述定位标签的相对位置关系，所述解算设备根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签所在待定位设备的位置信息的步骤包括：
[0016] 建立与所述待定位设备所在环境相匹配的
坐标系；
[0017] 根据所述标签位置信息确定所述定位标签在所述坐标系内的位置坐标；
[0018] 根据所述预设点位与所述定位标签的相对位置关系，确定所述预设点位在所述坐标系内的位置坐标。
[0019] 进一步地，所述待定位设备上设置有方位
传感器，所述方位传感器用于确认所述待定位设备的运动方位信息；该方法还包括：
[0020] 若所述待定位设备对应的所有定位标签的标签位置信息没有全部获得；
[0021] 获得所述方位传感器确定的所述待定位设备的运动方位信息；
[0022] 根据已获得的标签位置信息和所述方位信息，确认所述待定位设备的位置信息。
[0023] 进一步地，所述主动定位系统还包括服务器，所述服务器与所述解算设备连接，该方法还包括：
[0024] 所述解算设备将所述待定位设备的位置信息发送至所述服务器。
[0025] 本发明还提供了一种主动定位系统，所述主动定位系统包括多个定位标签、多个定位基站、同步控制器和解算设备，所述定位标签设置在一个或多个待定位设备上，其中：
[0026] 所述定位标签用于接收所述同步控制器发送的起始信号，并在接收到所述起始信号时开始计时；
[0027] 所述定位基站用于接收所述同步控制器发送的差分信号，根据所述差分信号发送UWB定位信号；
[0028] 所述定位标签用于根据接收到的UWB定位信号的时刻，确定开始计时后接收到不同定位基站发送的UWB定位信号的时间差；
[0029] 所述定位标签用于根据接收到的多个定位基站的UWB定位信号，确认该定位标签的标签位置信息，并将所述标签位置信息发送至所述解算设备；
[0030] 所述解算设备用于根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签所在待定位设备的位置信息。
[0031] 进一步地，多个所述定位标签预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签的相对位置关系，所述解算设备根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签所在待定位设备的位置信息的方法包括：
[0032] 确认与所述待定位设备对应的所有定位标签；
[0033] 确认与所述待定位设备对应的所有定位标签的标签位置信息是否全部获得；
[0034] 若与所述待定位设备对应的所有定位标签的标签位置信息全部获得，根据所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签的相对位置关系，确认所述待定位设备的外部轮廓投影的位置范围。
[0035] 进一步地，多个所述定位标签预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的预设点位与所述定位标签的相对位置关系，所述解算设备根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签所在待定位设备的位置信息的方法包括：
[0036] 建立与所述待定位设备所在环境相匹配的坐标系；
[0037] 根据所述标签位置信息确定所述定位标签在所述坐标系内的位置坐标；
[0038] 根据所述预设点位与所述定位标签的相对位置关系，确定所述预设点位在所述坐标系内的位置坐标。
[0039] 进一步地，所述待定位设备上设置有方位传感器，所述方位传感器用于确认所述待定位设备的运动方位信息；所述解算设备还用于：
[0040] 若所述待定位设备对应的所有定位标签的标签位置信息没有全部获得；
[0041] 获得所述方位传感器确定的所述待定位设备的运动方位信息；
[0042] 根据已获得的标签位置信息和所述方位信息，确认所述待定位设备的位置信息。
[0043] 进一步地，所述主动定位系统还包括服务器，所述服务器与所述解算设备连接，所述解算设备还用于将所述待定位设备的位置信息发送至所述服务器。
[0044] 本
申请实施例提供的主动定位方法和主动定位系统，定位标签作为UWB定位信号的接收端，并且定位标签作为标签位置信息的解算端，实现了标签位置信息的分布式解算，解决了集中进行标签位置解算计算量大、计算速度慢的问题。主动定位系统对于定位标签的数量是没有限制的，可以容纳更多数量的定位标签。同时，通过为待定位设备配置解算设备，解算设备可以基于多个定位标签的标签位置信息解算到待定位设备的位置信息，进一步提高了对待定位设备位置解算的
精度。
[0045] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附
附图，作详细说明如下。
附图说明
[0046] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
[0047] 图1为本发明实施例提供的一种主动定位系统的示意图。
[0048] 图2为本发明实施例提供的一种主动定位方法的流程示意图。
[0049] 图3为本发明实施例提供的一种主动定位方法中步骤S105的子步骤的流程示意图。
[0050] 图4为本发明实施例提供的一种主动定位方法中步骤S105的子步骤的另一流程示意图。
[0051] 图标：10-主动定位系统；100-定位标签；200-定位基站；300-同步控制器；400-解算设备。
具体实施方式
[0052] 下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的
选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0053] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0054] 本申请实施例提供了一种主动定位方法，应用于主动定位系统10，如图1所示，所述主动定位系统10包括多个定位标签100、多个定位基站200、同步控制器300和解算设备400，所述定位标签100设置在一个或多个待定位设备上，如图2所示，该主动定位方法包括以下步骤。
[0055] 步骤S101，所述定位标签100接收所述同步控制器300发送的起始信号，并在接收到所述起始信号时开始计时。
[0056] 在主动定位方法中，同步控制器300可以先向外发送起始信号，接收到该起始信号的所有定位标签100开始进行计时。在本申请实施例中，定位标签100并不向定位基站200发送定位信号，而是先作为接收端接收同步控制器300和定位基站200发送的信号。
[0057] 步骤S102，所述定位基站200接收所述同步控制器300发送的差分信号，根据所述差分信号发送UWB定位信号。
[0058] 定位基站200在同步控制器300的控制下可以向系统中发送UWB定位信号，在主动定位系统10中，包含有多个定位基站200，定位基站200在接收到差分信号后，都会向外发送UWB定位信号，UWB定位信号的具体
频率等信息本申请实施例并不做出限制。
[0059] 步骤S103，所述定位标签100根据接收到的UWB定位信号的时刻，确定开始计时后接收到不同定位基站200发送的UWB定位信号的时间差。
[0060] 定位基站200在向外发送UWB定位信号后，定位标签100可以对UWB定位信号进行接收，由于定位标签100所在区域中会布置多个定位基站200，定位标签100与各个基站之间的距离会存在差别，同步控制器300是同时向多个定位基站200发送差分信号，不考虑差分
信号传输过程中的误差的话，各个定位基站200向外发送UWB定位信号应该是同时发送的。每个定位标签100与各个定位基站200之间的距离不同，接收到的UWB定位信号的时刻也会出现差异。定位标签100可以记录下接收到不同定位基站200发送的UWB定位信号到开始计时点之间的时间差。可以理解的是，在系统配置过程中，不同的定位基站200会配置有不同的标识，定位基站200在向外发送UWB定位信号时，会携带有本定位基站200的标识信息，定位标签100可以根据UWB定位信号中携带的定位基站200的标识确定接收到的UWB定位信号是哪一个定位基站200发送的，并记录下对应的时间差信息。
[0061] 步骤S104，所述定位标签100根据接收到的多个定位基站200的UWB定位信号，确认该定位标签100的标签位置信息，并将所述标签位置信息发送至所述解算设备400。
[0062] 定位标签100根据接收到的不同UWB定位信号对应的时间差信息，采用TOA(time of arrival，到达时间)
算法或者TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)算法可以计算出本定位标签100与各个定位基站200之间的相对位置关系，并可以在主动定位系统10预先建立的所在区域的
电子地图上标示出定位标签100的具体位置。在本申请实施例中，由定位标签100作为标签位置信息的解算端，定位基站200并不进行定位标签100的位置解算，这就使得在主动定位系统10中，定位基站200只作为UWB信号的发送端，并不参与位置信息的解算，从而实现了位置信息的分布式解算。这样的主动定位系统10对定位标签100的数量就没有了限制，一个主动定位系统10中可以容纳数量更多的定位标签100。定位标签100在解算到标签位置信息后还可以将标签位置信息发送至解算设备400。
[0063] 步骤S105，所述解算设备400根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签100所在待定位设备的位置信息。
[0064] 在主动定位系统10中，定位标签100可以解算到自身的位置，但在实际使用过程中，多个定位标签100可能放置在同一设备上。例如，位于室内的各种工业设备、车辆等等，为了提高对待定位设备的定位精度，每个待定位设备上可能设置有多个定位标签100，在UWB定位系统中，定位标签100的定位精度可以达到厘米级或者精度更高，面对尺寸在米级的待定位设备，通过设置在待定位设备上的一个定位标签100可能就不能准确的反映出待定位设备的准确位置。因此，通过设置解算设备400就可以对设置在一个待定位设备上的多个定位标签100的标签位置信息再进行计算，以确定待定位设备的具体位置。在本申请实施例中，每个待定位设备可以配置一个解算设备400，该解算设备400可以设置在待定位设备上。
[0065] 详细的，多个所述定位标签100预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签100的相对位置关系，所述解算设备400根据接收到的所述标签位置信息，如图3所示，确认所述定位标签100所在待定位设备的位置信息的步骤可以包括以下子步骤。
[0066] 子步骤S151，确认与所述待定位设备对应的所有定位标签100。
[0067] 主动定位系统10中得到的标签位置信息是一个点，可以理解的是，面对精细化的定位需求，待定位设备上不同位置在同一坐标系下实际上是具有不同的位置坐标的。例如，基于某一
停车场建立一坐标系，处于停车场内的某一辆车辆的车头某一点和车尾某一点在该坐标系中的位置坐标就是不同的。如果在车辆的车头设置一个定位标签100，在车辆的车位设置一个定位标签100，那么两个定位标签100解算得到的标签位置信息也是不同的，但这两个定位标签100的标签位置信息都不能准确的代表该车辆的位置。
[0068] 因此，在本申请实施例中，为了准确的确定一待定位设备的位置，可以预先在待定位设备的某些预设位置先设置多个定位标签100，同时根据待定位设备处于使用状态时在
水平面上的投影作为该待定位设备的外部轮廓，待定位设备上的定位标签100的位置相对该待定位设备是固定不变的。例如，停车场内的某一车辆在水平面的投影就可以近似的看成以矩形，车辆上设置两个或更多个定位标签100时，就可以确定定位标签100与整体外部轮廓投影的相对位置关系。例如，可以在车辆的矩形投影的一条对称轴上设置两个定位标签100，两个定位标签100之间的距离预先确定，定位标签100与车辆的矩形投影的边界之间的距离也就可以确定。
[0069] 子步骤S152，确认与所述待定位设备对应的所有定位标签100的标签位置信息是否全部获得。
[0070] 待定位设备上设置多个定位标签100时，可以根据待定位设备的实际情况安置定位标签100的实际位置，为了准确得到待定位设备的位置信息，就需要根据该待定位设备上所有的定位标签100的标签位置信息进行解算。待定位设备与定位标签100之间的对应关系可以在解算设备400上预先存储，解算设备400可以以预设周期确定某一待定位设备上的所有定位标签100的位置信息是否全部被获得。
[0071] 子步骤S153，若与所述待定位设备对应的所有定位标签100的标签位置信息全部获得，根据所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签100的相对位置关系，确认所述待定位设备的外部轮廓投影的位置范围。
[0072] 一旦解算设备400确定了某一待定位设备对应的所有定位标签100的标签位置信息都发送至了解算设备400，解算设备400就可以根据该待定位设备对应的所有标签位置信息进行计算，得到待定位设备的外部轮廓投影的范围。
[0073] 在另一种实施方式中，多个所述定位标签100预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的预设点位与所述定位标签100的相对位置关系，如图4所示，所述解算设备400根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签100所在待定位设备的位置信息的步骤还可以包括以下子步骤。
[0074] 子步骤S154，建立与所述待定位设备所在环境相匹配的坐标系。
[0075] 子步骤S155，根据所述标签位置信息确定所述定位标签100在所述坐标系内的位置坐标。
[0076] 子步骤S156，根据所述预设点位与所述定位标签100的相对位置关系，确定所述预设点位在所述坐标系内的位置坐标。
[0077] 通过建立待定位设备的外部轮廓投影与定位标签100的相对位置关系，可以根据定位标签100的位置信息得到外部轮廓投影的位置，在坐标系中，该外部轮廓投影就是一封闭的具有一定面积的图形。此外，解算设备400还可以预先建立有待定位设备所在地的坐标系，并确定待定位设备上某一预设点位与多个定位标签100的相对位置关系，通过定位标签100的标签位置信息来推算出预设点位的位置。例如，对于室内场所的车辆，既可以通过车辆的外部轮库投影来确定车辆的位置。还可以将车辆的质心或者投影的中心作为待定位设备的预设点位，预先确定该预设点位与车辆上多个定位标签100的相对位置关系，即可通过定位标签100的相对位置关系确定预设点位在坐标系中的位置。
[0078] 如此，待定位设备在坐标系中的位置被简
化成一个点，同时由于待定位设备的位置是通过多个定位标签100的标签位置信息计算得到的，计算过程中就可以剔除误差较大的数据，使得计算得到的待定位设备的位置是更为接近其实际位置的，提高对待定位设备的定位的准确性。
[0079] 在另一种实施方式中，所述待定位设备上设置有方位传感器，所述方位传感器用于确认所述待定位设备的运动方位信息；该方法还包括以下步骤。
[0080] 步骤S106，若所述待定位设备对应的所有定位标签100的标签位置信息没有全部获得。
[0081] 在实际定位场景中，由于存在UWB定位信号的遮挡、定位标签100设备的位置较隐蔽等因素，待定位设备上的所有的定位标签100并不一定全部都能接收到UWB定位信号，因此，待定位设备上设置的的多个定位标签100就会存在没有解算得到标签位置信息的定位标签100，而如果解算设备400没有获得待定位设备上全部定位标签100的标签位置信息，利用部分标签位置信息可能就无法计算出准确的待定位设备的位置信息。在这样的情况下，为了提高待定位设备定位的精度，将待定位设备上设置的方位传感器检测到的运动方位信息作为位置计算过程中的必要参数。方位传感器可以包括
陀螺仪、
磁场传感器、
加速度传感器等等，通过方位传感器检测到的运动方位信息可以确定待定位设备的当前状态。
[0082] 步骤S107，获得所述方位传感器确定的所述待定位设备的运动方位信息。
[0083] 步骤S108，根据已获得的标签位置信息和所述方位信息，确认所述待定位设备的位置信息。
[0084] 解算设备400通过获得方位传感器检测到的运动方位信息，再结合已经获得的标签位置信息，就可以推算出没有提供标签位置信息的定位标签100的位置，进而可以推算出待定位设备的外部轮廓投影或预设点位的位置信息。在结合方位信息进行位置信息的推算时，一般需要待定位设备处于运动状态。只有待定位设备处于运动状态，其上的方位传感器才能检测到准确的方位信息，如果待定位设备处于静止状态，方位传感器就无法检测出加速度等信息，也就无法得到待定位设备的准确运动方位。
[0085] 在本申请实施例中，方位信息作为确定待定位设备位置的辅助，在无法获得待定位设备上所有定位标签100的位置信息时，使用方位信息结合已经获得的标签位置信息可以推算出其他标签的位置，从而实现对待定位设备的外部轮廓范围或预设点位的位置的确定。
[0086] 在另一种实施方式中，所述主动定位系统10还包括服务器，所述服务器与所述解算设备400连接，该方法还包括以下步骤。
[0087] 步骤S109，所述解算设备400将所述待定位设备的位置信息发送至所述服务器。
[0088] 解算设备400在解算得到待定位设备的位置信息后，可以将位置信息连同待定位设备的标识信息一并发送至服务器，由服务器对待定位设备的位置信息进行统一处理。服务器上可以根据待定位设备所在环境设定禁区，待定位设备并不允许进入到禁区内，服务器通过实时监控待定位设备的位置，可以在待定位设备进入禁区时生成报警提醒，并可将报警提醒信息发送至解算设备400，以对待定位设备的操作人员形成提醒。
[0089] 综上所述，本申请实施例提供的主动定位方法和主动定位系统10，定位标签100作为UWB定位信号的接收端，并且定位标签100作为标签位置信息的解算端，实现了标签位置信息的分布式解算，解决了集中进行标签位置解算计算量大、计算速度慢的问题。主动定位系统10对于定位标签100的数量是没有限制的，可以容纳更多数量的定位标签100。同时，通过为待定位设备配置解算设备400，解算设备400可以基于多个定位标签100的标签位置信息解算到待定位设备的位置信息，进一步提高了对待定位设备位置解算的精度。
[0090] 本申请实施例还提供了一种主动定位系统10，所述主动定位系统10包括多个定位标签100、多个定位基站200、同步控制器300和解算设备400，所述定位标签100设置在一个或多个待定位设备上，其中：
[0091] 所述定位标签100用于接收所述同步控制器300发送的起始信号，并在接收到所述起始信号时开始计时；
[0092] 所述定位基站200用于接收所述同步控制器300发送的差分信号，根据所述差分信号发送UWB定位信号；
[0093] 所述定位标签100用于根据接收到的UWB定位信号的时刻，确定开始计时后接收到不同定位基站200发送的UWB定位信号的时间差；
[0094] 所述定位标签100用于根据接收到的多个定位基站200的UWB定位信号，确认该定位标签100的标签位置信息，并将所述标签位置信息发送至所述解算设备400；
[0095] 所述解算设备400用于根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签100所在待定位设备的位置信息。
[0096] 进一步地，多个所述定位标签100预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签100的相对位置关系，所述解算设备400根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签100所在待定位设备的位置信息的方法包括：
[0097] 确认与所述待定位设备对应的所有定位标签100；
[0098] 确认与所述待定位设备对应的所有定位标签100的标签位置信息是否全部获得；
[0099] 若与所述待定位设备对应的所有定位标签100的标签位置信息全部获得，根据所述待定位设备的外部轮廓投影与所述定位标签100的相对位置关系，确认所述待定位设备的外部轮廓投影的位置范围。
[0100] 进一步地，多个所述定位标签100预先固定在所述待定位设备的预设位置，预先建立所述待定位设备的预设点位与所述定位标签100的相对位置关系，所述解算设备400根据接收到的所述标签位置信息，确认所述定位标签100所在待定位设备的位置信息的方法包括：
[0101] 建立与所述待定位设备所在环境相匹配的坐标系；
[0102] 根据所述标签位置信息确定所述定位标签100在所述坐标系内的位置坐标；
[0103] 根据所述预设点位与所述定位标签100的相对位置关系，确定所述预设点位在所述坐标系内的位置坐标。
[0104] 进一步地，所述待定位设备上设置有方位传感器，所述方位传感器用于确认所述待定位设备的运动方位信息；所述解算设备400还用于：
[0105] 若所述待定位设备对应的所有定位标签100的标签位置信息没有全部获得；
[0106] 获得所述方位传感器确定的所述待定位设备的运动方位信息；
[0107] 根据已获得的标签位置信息和所述方位信息，确认所述待定位设备的位置信息。
[0108] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0109] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以
权利要求的保护范围为准。
