室內(nèi)定位設(shè)備及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種室內(nèi)定位設(shè)備及系統(tǒng)，所述設(shè)備包括：定位信號發(fā)射機構(gòu)，適于發(fā)射定位信號；驅(qū)動機構(gòu)，與所述定位信號發(fā)射機構(gòu)相耦接，適于驅(qū)動所述定位信號發(fā)射機構(gòu)以預(yù)設(shè)的角速度改變所述定位信號的發(fā)射方向；無線接收器，適于接收來自至少3個錨節(jié)點的反饋信號，所述反饋信號是所述錨節(jié)點響應(yīng)于接收到的所述定位信號而發(fā)送的。所述室內(nèi)定位設(shè)備及系統(tǒng)成本更低。
【專利說明】
室內(nèi)定位設(shè)備及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及定位領(lǐng)域，尤其設(shè)及室內(nèi)定位設(shè)備及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 定位技術(shù)應(yīng)用廣泛，現(xiàn)有的定位技術(shù)中，有基于射頻識別（Radio Frequency Identif ication ,RFID)的定位設(shè)備、基于全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System, GPS)的定位設(shè)備、基于無線局域網(wǎng)(Wireless LAN,WLAN)的定位設(shè)備等等。
[0003] 但是，現(xiàn)有的用于室內(nèi)定位的定位設(shè)備成本有待降低。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型解決的技術(shù)問題是降低定位設(shè)備成本。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種室內(nèi)定位設(shè)備，包括:定位信號 發(fā)射機構(gòu)，適于發(fā)射定位信號；驅(qū)動機構(gòu)，與所述定位信號發(fā)射機構(gòu)相禪接，適于驅(qū)動所述 定位信號發(fā)射機構(gòu)W預(yù)設(shè)的角速度改變所述定位信號的發(fā)射方向；無線接收器，適于接收 來自至少3個錯節(jié)點的反饋信號，所述反饋信號是所述錯節(jié)點響應(yīng)于接收到的所述定位信 號而發(fā)送的。
[0006] 可選的，所述定位信號發(fā)射機構(gòu)包括:發(fā)射器件W及光路調(diào)整機構(gòu)，其中：所述發(fā) 射器件適于生成第一信號;所述光路調(diào)整機構(gòu)與所述驅(qū)動機構(gòu)相禪接，適于被所述驅(qū)動機 構(gòu)驅(qū)動，W改變所述第一信號的發(fā)射方向，得到所述定位信號，使得所述至少3個錯節(jié)點能 夠接收到所述定位信號。
[0007] 可選的，所述光路調(diào)整機構(gòu)為等腰直角棱鏡或平面鏡。
[000引可選的，所述發(fā)射器件適于生成第一信號的產(chǎn)生方向垂直于水平面。
[0009] 可選的，所述驅(qū)動機構(gòu)包括：電機W及傳動機構(gòu)，所述電機通過所述傳動機構(gòu)驅(qū)動 所述光路調(diào)整機構(gòu)W所述第一信號的產(chǎn)生方向為軸按照預(yù)設(shè)的角速度自轉(zhuǎn)。
[0010] 可選的，所述室內(nèi)定位設(shè)備還包括外殼，所述驅(qū)動機構(gòu)、所述無線接收器W及所述 發(fā)射器件配置于所述外殼內(nèi)部，所述外殼留有與所述光路調(diào)整機構(gòu)相適配的開口，所述光 路調(diào)整機構(gòu)配置于所述外殼外部。
[0011] 可選的，所述定位信號發(fā)射機構(gòu)包括W下任一種發(fā)射器件:激光發(fā)射器、紅外光發(fā) 射器、可見光發(fā)射器。
[0012] 可選的，所述室內(nèi)定位設(shè)備還包括:控制器，所述控制器與所述定位信號發(fā)射機 構(gòu)、所述驅(qū)動機構(gòu)W及所述無線接收器相禪接;所述控制器適于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的角速度、來 自所述至少3個錯節(jié)點的反饋信號W及所述至少3個錯節(jié)點的位置信息，生成所述室內(nèi)定位 設(shè)備的位置信息。
[0013] 可選的，所述控制器包括:第二夾角計算單元，適于根據(jù)所述室內(nèi)定位設(shè)備的位置 信息、第一錯節(jié)點的位置信息和預(yù)設(shè)的方向，確定所述室內(nèi)定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定 義的直線與所述預(yù)設(shè)的方向的夾角；第=夾角計算單元，適于根據(jù)所述室內(nèi)定位設(shè)備開始 發(fā)射所述定位信號的時刻、第一反饋時刻、W及所述預(yù)設(shè)的角速度確定所述定位信號的旋 轉(zhuǎn)角度;方位角計算單元，適于將所述室內(nèi)定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所述 預(yù)設(shè)的方向的夾角與所述旋轉(zhuǎn)角度做差，W得到方位角;其中，所述第一反饋時刻是所述室 內(nèi)定位設(shè)備接收到所述第一錯節(jié)點發(fā)出的反饋信號的時刻，所述第一錯節(jié)點是所述至少3 個錯節(jié)點中第一個接收到所述定位信號的錯節(jié)點。
[0014] 本實用新型實施例還提供一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括:所述室內(nèi)定位設(shè)備W及所述 至少3個錯節(jié)點；所述至少3個錯節(jié)點中的每個錯節(jié)點均包括:定位信號接收器、無線發(fā)射 器;所述定位信號接收器適于接收所述定位信號;所述無線發(fā)射器禪接于所述定位信號接 收器，適于發(fā)射響應(yīng)于所述定位信號的反饋信號。
[0015] 可選的，所述無線發(fā)射器包括:射頻信號發(fā)射器。
[0016] 可選的，所述至少3個錯節(jié)點位于同一水平面上。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例的技術(shù)方案具有W下有益效果：
[0018] 通過驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動定位信號發(fā)射機構(gòu)W預(yù)設(shè)的角速度改變所述定位信號的發(fā)射 方向，通過無線接收器接收來自至少3個錯節(jié)點應(yīng)于接收到的所述定位信號而發(fā)送的反饋 信號，可W得到室內(nèi)定位設(shè)備與至少3個錯節(jié)點之間的夾角，為計算室內(nèi)定位設(shè)備提供必要 的信息。由于獲取的是相對夾角，本實用新型實施例中的室內(nèi)定位設(shè)備的硬件成本相較于 計算絕對夾角的設(shè)備降低很多。
【附圖說明】

[0019] 圖1是本實用新型實施例中一種室內(nèi)定位方法的流程圖；
[0020] 圖2是本實用新型實施例中一種至少3個錯節(jié)點與待定位設(shè)備的位置關(guān)系示意圖；
[0021] 圖3是本實用新型實施例中一種所述待定位設(shè)備的位置信息的生成方法的流程 圖；
[0022] 圖4是本實用新型實施例中一種方位角的計算方法的流程圖；
[0023] 圖5是本實用新型實施例中一種室內(nèi)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖6是本實用新型實施例中一種室內(nèi)定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖7是本實用新型實施例中一種定位信號發(fā)射機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖8是本實用新型實施例中另一種室內(nèi)定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖9是本實用新型實施例中一種室內(nèi)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖10是本實用新型實施例中一種錯節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 如前所述，定位技術(shù)應(yīng)用廣泛，現(xiàn)有的定位技術(shù)中存在多種定位方法和定位設(shè)備。 但是，在室內(nèi)定位的應(yīng)用場景中，對定位方法的精度要求較高，現(xiàn)有技術(shù)中的定位方法的精 度有待提升。
[0030] 在本實用新型實施例中，通過待定位設(shè)備發(fā)射W預(yù)設(shè)的角速度改變發(fā)射方向的定 位信號，根據(jù)接收到的錯節(jié)點的反饋信號、所述預(yù)設(shè)的角速度W及錯節(jié)點的位置計算待定 位設(shè)備的位置信息，由于發(fā)射信號是由待定位設(shè)備發(fā)射的，在室內(nèi)定位時干擾較少，故可W 提升定位方法的精確度。
[0031] 為使本實用新型的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖 對本實用新型的具體實施例做詳細的說明。
[0032] 圖1是本實用新型實施例中一種定位方法的流程圖。
[0033] 在步驟Sll中，待定位設(shè)備發(fā)射定位信號，W供至少3個錯節(jié)點接收，所述定位信號 的發(fā)射方向W預(yù)設(shè)的角速度改變，所述至少3個錯節(jié)點分布于相對所述待定位設(shè)備的不同 方向。
[0034] 至少3個錯節(jié)點分布于相對所述待定位設(shè)備的不同方向可W是:至少3個錯節(jié)點在 水平面的投影分布于待定位設(shè)備在水平面投影的不同方向。
[0035] 至少3個錯節(jié)點與待定位設(shè)備的位置關(guān)系示意可W參見圖2。圖2示出的是3個錯節(jié) 點（也即錯節(jié)點A、錯節(jié)點B、錯節(jié)點C)與待定位設(shè)備P在水平面上投影的位置關(guān)系，可W看 出，錯節(jié)點A、錯節(jié)點B與錯節(jié)點C在水平面上分布于待定位設(shè)備P的不同方向。
[0036] 可W理解的是，至少3個錯節(jié)點與待定位設(shè)備在豎直方向可W高度相同或者高度 不同，只要至少3個錯節(jié)點能夠接收到待定位設(shè)備發(fā)射的定位信號即可。待定位設(shè)備的高度 可W是指待定位設(shè)備發(fā)射所述定位信號的高度。
[0037] 在具體實施中，定位信號可W是方向性較好的信號，該信號可W是在誤差范圍內(nèi) 直線傳播的信號，例如W下任一種光信號：紅外光或可見光，尤其可W是具有單向性的激 光。由于定位信號為方向性較好的信號，在定位信號的收發(fā)過程中干擾較少，通過該定位信 號進行定位精度較高。
[0038] 在本實用新型一實施例中，至少3個錯節(jié)點與待定位設(shè)備位于同一水平面，由此錯 節(jié)點能夠W較短的光路接收所述定位信號，用W計算待定位設(shè)備的水平面位置信息，進而 提升定位效率。
[0039] 在本實用新型另一實施例中，至少3個錯節(jié)點位于同一水平面，通過調(diào)整待定位設(shè) 備發(fā)射的定位信號的方向，W使得至少3個錯節(jié)點能夠接收到定位信號。
[0040] 定位信號的發(fā)射方向W預(yù)設(shè)的角速度改變，例如可W是發(fā)射方向在水平面的分量 W預(yù)設(shè)的角速度改變。在具體實施中，預(yù)設(shè)的角速度可W是不變的角速度。
[0041] 在待定位設(shè)備生成定位信號后，可W改變定位信號的發(fā)射方向，W使得錯節(jié)點能 夠接收到定位信號。例如：當至少3個錯節(jié)點與所述待定位設(shè)備位于同一水平面時，若待定 位設(shè)備最初生成的定位信號為垂直于水平面方向，可W改變定位信號的發(fā)射方向為水平方 向，W使得定位信號的發(fā)射方向能夠指向所述至少3個錯節(jié)點；當至少3個錯節(jié)點與所述待 定位設(shè)備不在同一水平面時，可W改變最初生成的定位信號的發(fā)射方向，使定位信號的發(fā) 射方向與水平面呈一定夾角，W使得定位信號的發(fā)射方向能夠指向所述至少3個錯節(jié)點。
[0042] 可W理解的是，設(shè)置3個錯節(jié)點即可配合待定位設(shè)備進行定位，但也可W設(shè)置更多 的錯節(jié)點，W保證定位方法的可靠性，提升定位方法的精確度。例如，當設(shè)置4個錯節(jié)點時， 若4個錯節(jié)點中的某個錯節(jié)點與待定位設(shè)備之間存在障礙物而不能進行定位信號的收發(fā) 時，可W利用其余3個錯節(jié)點配合待定位設(shè)備進行定位。設(shè)置更多的錯節(jié)點也可W獲得更多 的有效數(shù)據(jù)，W進行數(shù)據(jù)篩選或數(shù)據(jù)整合，進而提升定位方法的精確度。
[0043] 繼續(xù)參照圖1，在步驟S12中，待定位設(shè)備接收來自所述至少3個錯節(jié)點的反饋信 號，所述反饋信號是所述錯節(jié)點響應(yīng)于接收到的所述定位信號而發(fā)送的。
[0044] 定位信號的發(fā)射方向是W預(yù)設(shè)的角速度改變的，定位信號到達至少3個錯節(jié)點的 時刻有先后順序。錯節(jié)點在接收到定位信號后，發(fā)射響應(yīng)于定位信號的反饋信號，故待定位 設(shè)備接收到來自不同錯節(jié)點的反饋信號的時刻不同。
[0045] 在具體實施中，錯節(jié)點發(fā)射的響應(yīng)于定位信號的反饋信號可W是射頻信號，或者 也可W是其他適當類型的信號。
[0046] 在步驟S13中，根據(jù)所述預(yù)設(shè)的角速度、來自所述至少3個錯節(jié)點的反饋信號W及 所述至少3個錯節(jié)點的位置信息，生成所述待定位設(shè)備的位置信息。
[0047] 如前所述，待定位設(shè)備接收到來自不同錯節(jié)點的反饋信號的時刻不同，而預(yù)設(shè)的 角速度和錯節(jié)點的位置信息是已知的，故根據(jù)來自不同錯節(jié)點的反饋信號、預(yù)設(shè)的角速度 和錯節(jié)點的位置信息，可W生成待定位設(shè)備的位置信息。
[0048] 在具體實施中，所述待定位設(shè)備的位置信息的生成方法的流程可W參見圖3:
[0049] 在步驟S31中，根據(jù)接收到所述來自所述至少3個錯節(jié)點的反饋信號彼此之間的時 間差W及所述預(yù)設(shè)的角速度，確定至少兩個夾角，所述至少兩個夾角中的夾角為所述待定 位設(shè)備與所述至少3個錯節(jié)點中的兩個錯節(jié)點之間的夾角。
[0050] 至少3個錯節(jié)點和待定位設(shè)備的位置關(guān)系可W參見圖1中步驟Sll的具體實現(xiàn)中的 描述。每個錯節(jié)點位于待定位設(shè)備的不同方向，故在水平面上，至少3個錯節(jié)點可W和待定 位設(shè)備形成至少3個夾角，至少3個夾角的和為360°。由于此時需要生成的待定位設(shè)備位置 信息為二維信息，故至少需要兩個夾角的信息。
[0051] 在如圖2所示的實施例中，待定位設(shè)備P可W依次向錯節(jié)點A、錯節(jié)點B和錯節(jié)點C發(fā) 送定位信號，例如，待定位設(shè)備P從左方向開始發(fā)射定位信號，定位信號的方向是按逆時針 旋轉(zhuǎn)的，則錯節(jié)點A、錯節(jié)點B和錯節(jié)點C會依次收到定位信號，并分別生成并向待定位設(shè)備P 發(fā)送響應(yīng)于定位信號的反饋信號;待定位設(shè)備巧良據(jù)預(yù)設(shè)的角速度和接收到來自錯節(jié)點A、 錯節(jié)點B和錯節(jié)點C的反饋信號，可W確定至少兩個夾角，即夾角a和夾角0。
[0052] 其中，夾角a是待定位設(shè)備P與錯節(jié)點A和錯節(jié)點B形成的夾角，待定位設(shè)備P為夾角 的頂點；夾角e是待定位設(shè)備P與錯節(jié)點B和錯節(jié)點C形成的夾角，待定位設(shè)備P為夾角的頂 點。
[0053] 繼續(xù)參照圖3,在步驟S32中，根據(jù)所述至少兩個夾角W及所述至少3個錯節(jié)點的位 置信息計算得到所述待定位設(shè)備的位置信息。
[0054] 如前所述，此時需生成的是待定位設(shè)備的位置信息為二維信息。故在確定至少兩 個夾角，例如圖2中的夾角a和夾角0后，即可獲悉待定位設(shè)備P與錯節(jié)點A、錯節(jié)點B和錯節(jié)點 C的相對位置，而3個錯節(jié)點的平面位置信息是已知的，故可W計算得到待定位設(shè)備P的位置 f目息。
[0055] 由于待定位設(shè)備與至少兩個錯節(jié)點之間的夾角是通過接收到反饋信號的時刻和 預(yù)設(shè)的角速度確定的，而定位信號是方向性較好的信號，通過接收到來自不同錯節(jié)點的反 饋信號的時刻計算待定位設(shè)備與至少兩個錯節(jié)點之間的夾角精確度較高，故通過本實用新 型實施例中定位方法計算得到的位置信息精確度較高。
[0056] 另外，僅需要計算待定位設(shè)備與至少兩個錯節(jié)點之間在水平面投影的夾角，而并 不需要待定位設(shè)備相對于錯節(jié)點的絕對角度，故本實用新型實施例中定位方法的硬件成本 相對于測量絕對角度大幅降低。
[0057] 本實用新型實施例中的室內(nèi)定位方法也可W計算=維的位置信息。例如：當至少3 個錯節(jié)點與待定位設(shè)備位于同一平面時，錯節(jié)點的高度信息即可直接作為待定位設(shè)備的高 度信息，從而可W得到=維的位置信息；當至少3個錯節(jié)點位于同一平面，待定位設(shè)備與至 少3個錯節(jié)點不在同一平面時，通過分析待定位設(shè)備對定位信號發(fā)射方向的調(diào)整結(jié)果和至 少3個錯節(jié)點所在平面的高度，例如結(jié)合定位信號的發(fā)射方向與水平面的夾角和至少3個錯 節(jié)點=維的位置信息，也可W得到待定位設(shè)備的高度信息，進而得到待定位設(shè)備=維的位 置信息。
[0058] 在具體實施中，在得到待定位設(shè)備的位置信息后，還可W計算待定位設(shè)備當前朝 向與預(yù)設(shè)方向之間的方位角。具體地，方位角的計算方法的流程可W參見圖4。
[0059] 在步驟S41中，根據(jù)所述待定位設(shè)備的位置信息、待定位設(shè)備開始發(fā)射所述定位信 號的時刻、第一錯節(jié)點的位置信息和預(yù)設(shè)的方向，確定所述待定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點 定義的直線與所述預(yù)設(shè)的方向的夾角。
[0060] 在具體實施中，所述第一錯節(jié)點可W是所述至少3個錯節(jié)點中第一個接收到所述 定位信號的錯節(jié)點。待定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所述預(yù)設(shè)的方向的夾角可 W是:從預(yù)設(shè)的方向按照定位信號角速度的方向旋轉(zhuǎn)至第一錯節(jié)點所經(jīng)過的夾角。
[0061] 可W理解的是，所述第一錯節(jié)點也可W是其他錯節(jié)點，例如可W是第二個接收到 所述定位信號的錯節(jié)點；當?shù)谝诲e節(jié)點是第二個接收到所述定位信號的錯節(jié)點時，待定位 設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所述預(yù)設(shè)的方向的夾角，可W是從預(yù)設(shè)的方向按照定 位信號角速度的方向旋轉(zhuǎn)至第二個接收到所述定位信號的錯節(jié)點所經(jīng)過的夾角。
[0062] 例如，在圖2所示的實施例中，預(yù)設(shè)的方向可W是F方向，待定位設(shè)備P從玄方向開 始發(fā)射定位信號，定位信號W預(yù)設(shè)的角速度在水平面逆時針改變方向，則錯節(jié)點A最先接收 到定位信號，將錯節(jié)點A作為第一錯節(jié)點;待定位設(shè)備P和第一錯節(jié)點定義的直線為圖2中虛 線AP所在的直線;待定位設(shè)備P和第一錯節(jié)點定義的直線與預(yù)設(shè)方向F方向的夾角為:從預(yù) 設(shè)方向F方向按照逆時針旋轉(zhuǎn)至AP所經(jīng)過的夾角9。
[0063] 繼續(xù)參照圖4,在步驟S42中，根據(jù)所述待定位設(shè)備開始發(fā)射所述定位信號的時刻、 第一反饋時刻、W及所述預(yù)設(shè)的角速度確定所述定位信號的旋轉(zhuǎn)角度。
[0064] 其中，所述第一反饋時刻是所述待定位設(shè)備接收到所述第一錯節(jié)點發(fā)出的反饋信 號的時刻。定位信號的旋轉(zhuǎn)角度為定位信號從發(fā)射定位信號開始，至到達第一錯節(jié)點為止， 在方向改變的過程中所經(jīng)過的夾角。
[0065] 例如，繼續(xù)參照圖2,第一反饋時刻為待定位設(shè)備P接收到來自錯節(jié)點A的反饋信號 的時刻，旋轉(zhuǎn)角度為夾角8。
[0066] 繼續(xù)參照圖4,在步驟S43中，所述待定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所 述預(yù)設(shè)的方向的夾角減去所述旋轉(zhuǎn)角度，W得到方位角。
[0067] 例如，在圖2所示的實施例中，可W通過待定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定義的直線 與所述預(yù)設(shè)的方向的夾角0減去旋轉(zhuǎn)角度夾角8,得到方位角T。
[0068] 可W看出，方位角是待定位設(shè)備開始發(fā)射所述定位信號的起始方向與預(yù)設(shè)的方向 的夾角，由于待定位設(shè)備開始發(fā)射所述定位信號的方向可W與待定位設(shè)備的朝向之間具備 對應(yīng)關(guān)系，故通過方位角可W獲悉待定位設(shè)備的朝向與預(yù)設(shè)的方向的夾角，進而可W方便 的應(yīng)用于對待定位設(shè)備的控制場景中。
[0069] 在對待定位設(shè)備進行控制時，通常需要控制待定位設(shè)備進行移動。一種常用的移 動待定位設(shè)備的方式是先調(diào)整待定位設(shè)備的朝向，使得待定位設(shè)備面向目標位置，再控制 待定位設(shè)備直線前進至目標位置。例如在機器人室內(nèi)導(dǎo)航的過程中、游戲設(shè)備室內(nèi)移動的 過程中，均可W采用上述的方式進行移動。
[0070] 本實用新型實施例提供一種方位角的計算方式，從而可W方便的計算待定位設(shè)備 從當前朝向轉(zhuǎn)向至目標位置需調(diào)整的角度，進而完成對待定位設(shè)備的移動控制。
[0071] 在本實用新型一實施例中，所述待定位設(shè)備P(參見圖2, W下結(jié)合圖2進行說明）的 位置信息(X，y)可W是根據(jù)如下公式計算得到的：
[0072]
[0073]
[0074] a=o(tB-tA);
[0075] p=〇(t(-tB);
[OOM]其中，（x，y)是所述待定位設(shè)備P在水平面的坐標，（別，74)、（別，7[3)、佔，7(；)分別為 所述至少3個錯節(jié)點中錯節(jié)點A、錯節(jié)點BW及錯節(jié)點C在水平面的坐標;a為所述待定位設(shè)備 P與所述錯節(jié)點A和所述錯節(jié)點B之間的夾角;0為所述待定位設(shè)備P與所述錯節(jié)點B和所述錯 節(jié)點C之間的夾角；CO是所述預(yù)設(shè)的角速度;tA、tB、tc分別為所述待定位設(shè)備接收到來自所 述錯節(jié)點A、錯節(jié)點BW及錯節(jié)點C的所述反饋信號的時刻。
[0077]方位角丫可W通過如下公式計算：
[007引
[0079]
[0080] ti是接收到第一反饋信號的時刻，to為待定位設(shè)備開始發(fā)射所述定位信號的時刻， (xi，yi)是所述至少3個錯節(jié)點中第一個接收到所述定位信號的錯節(jié)點的位置坐標，可W選 自^，74)、（別，76)、佔，則），例如可^是^，74);所述第一反饋信號是所述至少3個錯節(jié)點 中第一個接收到所述定位信號的錯節(jié)點響應(yīng)于接收到的所述定位信號而發(fā)送的。
[0081] 本實用新型實施例還提供一種室內(nèi)定位裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖參見圖5。
[0082] 室內(nèi)定位裝置50可W包括：
[0083] 定位信號發(fā)射單元51，適于控制待定位設(shè)備發(fā)射定位信號，W供至少3個錯節(jié)點接 收，所述定位信號的發(fā)射方向W預(yù)設(shè)的角速度改變，所述至少3個錯節(jié)點分布于相對所述待 定位設(shè)備的不同方向；
[0084] 接收單元52,適于接收來自所述至少3個錯節(jié)點的反饋信號，所述反饋信號是所述 錯節(jié)點響應(yīng)于接收到的所述定位信號而發(fā)送的；
[0085] 位置信息生成單元53,適于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的角速度、來自所述至少3個錯節(jié)點的反 饋信號W及所述至少3個錯節(jié)點的位置信息，生成所述待定位設(shè)備的位置信息。
[0086] 其中，位置信息生成單元53可W包括：
[0087] 第一夾角計算子單元，適于根據(jù)接收到所述來自所述至少3個錯節(jié)點的反饋信號 彼此之間的時間差W及所述預(yù)設(shè)的角速度，確定至少兩個夾角，所述至少兩個夾角中的夾 角為所述待定位設(shè)備與所述至少3個錯節(jié)點中的兩個錯節(jié)點之間的夾角；
[0088] 位置信息計算子單元，適于根據(jù)所述至少兩個夾角W及所述至少3個錯節(jié)點的位 置信息計算得到所述待定位設(shè)備的位置信息。
[0089] 在具體實施中，室內(nèi)定位裝置50還可W包括：
[0090] 第二夾角計算單元，適于根據(jù)所述待定位設(shè)備的位置信息、第一錯節(jié)點的位置信 息和預(yù)設(shè)的方向，確定所述待定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所述預(yù)設(shè)的方向的 夾角；
[0091] 第=夾角計算單元，適于根據(jù)所述待定位設(shè)備開始發(fā)射所述定位信號的時刻、第 一反饋時刻、W及所述預(yù)設(shè)的角速度確定所述定位信號的旋轉(zhuǎn)角度；
[0092] 方位角計算單元，適于將所述待定位設(shè)備和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所述預(yù) 設(shè)的方向的夾角與所述旋轉(zhuǎn)角度做差，W得到方位角；
[0093] 其中，所述第一反饋時刻是所述待定位設(shè)備接收到所述第一錯節(jié)點發(fā)出的反饋信 號的時刻，所述第一錯節(jié)點是所述至少3個錯節(jié)點中第一個接收到所述定位信號的錯節(jié)點。
[0094] 在具體實施中，所述定位信號發(fā)射單元可W包括激光發(fā)射器、紅外發(fā)射器或可見 光發(fā)射器。
[0095] 在具體實施中，所述反饋信號可W是射頻信號，所述接收單元可W包括射頻信息 接收器。
[0096] 室內(nèi)定位裝置的具體實現(xiàn)方式和有益效果可W參照室內(nèi)定位方法的相關(guān)描述，在 此不再寶述。
[0097] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可 W通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可W存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲 介質(zhì)可W包括:R〇M、RAM、磁盤或光盤等。
[0098] 本實用新型實施例還提供一種室內(nèi)定位設(shè)備，其結(jié)構(gòu)示意圖參見圖6。
[0099] 室內(nèi)定位設(shè)備60可W包括：
[0100] 定位信號發(fā)射機構(gòu)61，適于發(fā)射定位信號；
[0101] 驅(qū)動機構(gòu)62,與所述定位信號發(fā)射機構(gòu)61相禪接，適于驅(qū)動所述定位信號發(fā)射機 構(gòu)61W預(yù)設(shè)的角速度改變所述定位信號的發(fā)射方向；
[0102] 無線接收器63,適于接收來自至少3個錯節(jié)點的反饋信號，所述反饋信號是所述錯 節(jié)點響應(yīng)于接收到的所述定位信號而發(fā)送的。
[0103] 在具體實施中，室內(nèi)定位設(shè)備60還可W包括控制器64,與所述定位信號發(fā)射機構(gòu) 61、所述驅(qū)動機構(gòu)62W及所述無線接收器63相禪接;所述控制器64適于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的角 速度、來自所述至少3個錯節(jié)點的反饋信號W及所述至少3個錯節(jié)點的位置信息，生成所述 室內(nèi)定位設(shè)備60的位置信息。
[0104] 在具體實施中，所述控制器64可W包括：
[0105] 第二夾角計算單元，適于根據(jù)所述室內(nèi)定位設(shè)備60的位置信息、第一錯節(jié)點的位 置信息和預(yù)設(shè)的方向，確定所述室內(nèi)定位設(shè)備60和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所述預(yù)設(shè) 的方向的夾角；
[0106] 第S夾角計算單元，適于根據(jù)所述室內(nèi)定位設(shè)備60開始發(fā)射所述定位信號的時 亥IJ、第一反饋時刻、W及所述預(yù)設(shè)的角速度確定所述定位信號的旋轉(zhuǎn)角度；
[0107] 方位角計算單元，適于將所述室內(nèi)定位設(shè)備60和所述第一錯節(jié)點定義的直線與所 述預(yù)設(shè)的方向的夾角與所述旋轉(zhuǎn)角度做差，W得到方位角；
[0108] 其中，所述第一反饋時刻是所述室內(nèi)定位設(shè)備60接收到所述第一錯節(jié)點發(fā)出的反 饋信號的時刻，所述第一錯節(jié)點是所述至少3個錯節(jié)點中第一個接收到所述定位信號的錯 節(jié)點。
[0109] 可W理解的是，本實用新型實施例中的室內(nèi)定位設(shè)備60能夠確定自身的位置，從 運個角度出發(fā)，本實用新型實施例中的室內(nèi)定位設(shè)備60也可W被稱為待定位設(shè)備。本實用 新型實施例中的定位設(shè)備可W用于前述室內(nèi)定位方法，定位設(shè)備確定自身位置的具體實現(xiàn) 方式W及有益效果可W參見前述室內(nèi)定位方法的相關(guān)描述，在此不再寶述。
[0110] 參見圖7,在具體實施中，定位信號發(fā)射機構(gòu)61可W包括發(fā)射器件71W及光路調(diào)整 機構(gòu)72。
[0111] 發(fā)射器件71適于生成第一信號；所述光路調(diào)整機構(gòu)72與所述驅(qū)動機構(gòu)62相禪接， 適于被所述驅(qū)動機構(gòu)62驅(qū)動，W改變所述第一信號的發(fā)射方向，得到所述定位信號，使得所 述至少3個錯節(jié)點能夠接收到所述定位信號。
[0112] 例如，發(fā)射器件71生成的第一信號是圖中所示的括方向的信號，經(jīng)過光路調(diào)整機 構(gòu)72的調(diào)整，得到邑方向的定位信號，良方向是從光路調(diào)整機構(gòu)72指向錯節(jié)點的方向；在本 實用新型實施例中，可W對第一信號的產(chǎn)生方向并不做限定，僅需通過光路調(diào)整機構(gòu)72后 的定位信號的發(fā)射方向宜方向指向錯節(jié)點，能夠被錯節(jié)點接收即可。
[0113] 在具體實施中，發(fā)射器件71生成的第一信號可W是產(chǎn)生方向垂直于水平面的第一 信號。由于在定位過程中，通常需要求得定位設(shè)備的水平坐標，故錯節(jié)點通常位于同一水平 面；當?shù)谝恍盘柕漠a(chǎn)生方向垂直于水平面時，可W方便的驅(qū)動機構(gòu)62驅(qū)動光路調(diào)整機構(gòu)72， W改變第一信號的發(fā)射方向，得到定位信號，使得定位信號的發(fā)射方向在水平面的分量W 預(yù)設(shè)的角速度改變進而使得位于同一水平面的多個錯節(jié)點均能夠接收到定位信號。
[0114] 在具體實施中，發(fā)射器件71可W是W下任一種:激光發(fā)射器、紅外光發(fā)射器、可見 光發(fā)射器。
[0115] 在具體實施中，光路調(diào)整機構(gòu)72可W是等腰直角棱鏡或者平面鏡。當?shù)谝恍盘柕?產(chǎn)生方向垂直于水平面，且錯節(jié)點與所述定位設(shè)備位于同一水平面時：當所述光路調(diào)整機 構(gòu)72為等腰直角棱鏡時，所述等腰直角棱鏡的直角邊可W垂直于所述第一信號的產(chǎn)生方 向；當所述光路調(diào)整機構(gòu)72為平面鏡時，鏡面方向可W與所述第一信號的產(chǎn)生方向呈45°夾 角。
[0116] 可W理解的是，當錯節(jié)點所在的平面與所述定位設(shè)備的高度不一致時，也可W調(diào) 整棱鏡或者平面鏡的角度，W生成錯節(jié)點可W接收到的定位信號。
[0117] 在具體實施中，驅(qū)動機構(gòu)62可W包括電機W及傳動機構(gòu)，所述電機通過所述傳動 機構(gòu)驅(qū)動所述光路調(diào)整機構(gòu)72W所述第一信號的產(chǎn)生方向為軸按照預(yù)設(shè)的角速度自轉(zhuǎn)。
[0118] 傳動機構(gòu)可W包括齒輪的組合、傳動帶等等；電機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動光路調(diào)整機 構(gòu)，使得光路調(diào)整機構(gòu)72能夠W第一信號的產(chǎn)生方向為軸，按照預(yù)設(shè)的角速度自轉(zhuǎn)，從而可 W得到W預(yù)設(shè)角速度改變發(fā)射方向的定位信號。
[0119] 本實用新型實施例中的室內(nèi)定位設(shè)備還可W包括外殼，所述驅(qū)動機構(gòu)62、所述無 線接收器63(參見圖6) W及所述發(fā)射器件71可W配置于所述外殼內(nèi)部。
[0120] 所述光路調(diào)整機構(gòu)72可W位于所述外殼的內(nèi)部或者外部。例如：當光路調(diào)整機構(gòu) 72發(fā)出的定位信號的巧方向指向的所述外殼為透明材料，或者所述外殼留有供所述光路調(diào) 整機構(gòu)72發(fā)出的定位信號射出的開口時，所述光路調(diào)整機構(gòu)可W位于所述外殼的內(nèi)部;或 者，所述外殼可W留有與所述光路調(diào)整幾口相適配的開口，所述光路調(diào)整機構(gòu)也可W從與 其適配的開口伸出，位于外殼外部，W使得光路調(diào)整機構(gòu)72的出射光可W到達錯節(jié)點。
[0121] 由于定位設(shè)備中需要暴露于外殼的部分僅有光路調(diào)整機構(gòu)72,體積小巧，便于嵌 入各種設(shè)備，應(yīng)用場景廣闊。
[0122] 圖8是本實用新型實施例中另一種定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0123] 定位設(shè)備的發(fā)射器件為激光發(fā)射器81;光路調(diào)整機構(gòu)為=棱鏡82,可W看出=棱 鏡82能夠改變激光發(fā)射器81的出射光線的方向；驅(qū)動機構(gòu)為電機83;傳動機構(gòu)為3個相曬合 的圓柱形齒輪84,其中電機83帶動最右側(cè)齒輪轉(zhuǎn)動，最右側(cè)的齒輪通過中間齒輪的傳動，帶 動左側(cè)齒輪轉(zhuǎn)動，左側(cè)之齒輪固定于=棱鏡82，能夠帶動=棱鏡W激光發(fā)射器81的入射光 線為軸轉(zhuǎn)動，從而可W調(diào)整出射光線的方向。
[0124] 參見圖9，本實用新型實施例還提供一種室內(nèi)定位系統(tǒng)。
[0125] 室內(nèi)定位系統(tǒng)可W包括前述的室內(nèi)定位設(shè)備60和至少3個錯節(jié)點（圖中僅示出3 個）：第一錯節(jié)點91、第二錯節(jié)點92、和第=錯節(jié)點93。
[0126] 在具體實施中，至少3個錯節(jié)點可W位于同一水平面上。
[0127] 室內(nèi)定位設(shè)備60和至少3個錯節(jié)點的位置關(guān)系可W參照室內(nèi)定位方法的描述，在 此不再寶述。
[0128] 參見圖10,每個錯節(jié)點均可W包括:定位信號接收器101、無線發(fā)射器102;所述定 位信號接收器適于接收所述定位信號;所述無線發(fā)射器禪接于所述定位信號接收器，適于 發(fā)射響應(yīng)于所述定位信號的反饋信號。
[0129] 在具體實施中，無線發(fā)射器102可W包括射頻信號發(fā)射器。
[0130] 本實用新型實施例中的定位設(shè)備可W適用于通過定位設(shè)備和錯節(jié)點之間的相對 夾角確定定位設(shè)備的位置信息的定位方法，例如本實用新型前實施例的定位方法，從而可 W提升定位設(shè)備的精度，并且可W簡化定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)，進而降低定位設(shè)備的成本。
[0131] 雖然本實用新型披露如上，但本實用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在 不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護范圍 應(yīng)當W權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，包括： 定位信號發(fā)射機構(gòu)，適于發(fā)射定位信號； 驅(qū)動機構(gòu)，與所述定位信號發(fā)射機構(gòu)相耦接，適于驅(qū)動所述定位信號發(fā)射機構(gòu)以預(yù)設(shè) 的角速度改變所述定位信號的發(fā)射方向； 無線接收器，適于接收來自至少3個錨節(jié)點的反饋信號，所述反饋信號是所述錨節(jié)點響 應(yīng)于接收到的所述定位信號而發(fā)送的。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，所述定位信號發(fā)射機構(gòu)包括:發(fā) 射器件以及光路調(diào)整機構(gòu)，其中： 所述發(fā)射器件適于生成第一信號； 所述光路調(diào)整機構(gòu)與所述驅(qū)動機構(gòu)相耦接，適于被所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，以改變所述第 一信號的發(fā)射方向，得到所述定位信號，使得所述至少3個錨節(jié)點能夠接收到所述定位信 號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，所述光路調(diào)整機構(gòu)為等腰直角棱 鏡或平面鏡。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，所述第一信號的產(chǎn)生方向垂直于 水平面。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)包括：電機以及傳 動機構(gòu)，所述電機通過所述傳動機構(gòu)驅(qū)動所述光路調(diào)整機構(gòu)以所述第一信號的產(chǎn)生方向為 軸按照預(yù)設(shè)的角速度自轉(zhuǎn)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，還包括外殼，所述驅(qū)動機構(gòu)、 所述無線接收器以及所述發(fā)射器件配置于所述外殼內(nèi)部，所述外殼留有與所述光路調(diào)整機 構(gòu)相適配的開口，所述光路調(diào)整機構(gòu)配置于所述外殼外部。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，所述定位信號發(fā)射機構(gòu)包括以下 任一種發(fā)射器件:激光發(fā)射器、紅外光發(fā)射器、可見光發(fā)射器。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，還包括:控制器，所述控制器與所 述定位信號發(fā)射機構(gòu)、所述驅(qū)動機構(gòu)以及所述無線接收器相耦接;所述控制器適于根據(jù)所 述預(yù)設(shè)的角速度、來自所述至少3個錨節(jié)點的反饋信號以及所述至少3個錨節(jié)點的位置信 息，生成所述室內(nèi)定位設(shè)備的位置信息。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的室內(nèi)定位設(shè)備，其特征在于，所述控制器包括： 第二夾角計算單元，適于根據(jù)所述室內(nèi)定位設(shè)備的位置信息、第一錨節(jié)點的位置信息 和預(yù)設(shè)的方向，確定所述室內(nèi)定位設(shè)備和所述第一錨節(jié)點定義的直線與所述預(yù)設(shè)的方向的 夾角； 第三夾角計算單元，適于根據(jù)所述室內(nèi)定位設(shè)備開始發(fā)射所述定位信號的時刻、第一 反饋時刻、以及所述預(yù)設(shè)的角速度確定所述定位信號的旋轉(zhuǎn)角度； 方位角計算單元，適于將所述室內(nèi)定位設(shè)備和所述第一錨節(jié)點定義的直線與所述預(yù)設(shè) 的方向的夾角與所述旋轉(zhuǎn)角度做差，以得到方位角； 其中，所述第一反饋時刻是所述室內(nèi)定位設(shè)備接收到所述第一錨節(jié)點發(fā)出的反饋信號 的時刻，所述第一錨節(jié)點是所述至少3個錨節(jié)點中第一個接收到所述定位信號的錨節(jié)點。10. -種室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括:如權(quán)利要求1至9任一項所述的室內(nèi)定位設(shè) 備以及所述至少3個錨節(jié)點；所述至少3個錨節(jié)點中的每個錨節(jié)點均包括:定位信號接收器 和無線發(fā)射器;所述定位信號接收器適于接收所述定位信號;所述無線發(fā)射器耦接于所述 定位信號接收器，適于發(fā)射響應(yīng)于所述定位信號的反饋信號。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述無線發(fā)射器包括:射頻信 號發(fā)射器。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述至少3個錨節(jié)點位于同一 水平面上。
【文檔編號】G01S5/16GK205691763SQ201620640133
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月24日 公開號201620640133.X, CN 201620640133, CN 205691763 U, CN 205691763U, CN-U-205691763, CN201620640133, CN201620640133.X, CN205691763 U, CN205691763U
【發(fā)明人】江屹斌, 朱頻頻
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