室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，尤其是涉及一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置 實時顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 室內(nèi)定位是指在室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)位置定位。室內(nèi)定位技術(shù)從總體上可歸納為幾 類，即GNSS技術(shù)（如偽衛(wèi)星等），無線定位技術(shù)（無線通信信號、射頻無線標(biāo)簽、超聲波、光 跟蹤、無線傳感器定位技術(shù)等），其它定位技術(shù)（計算機視覺、航跡推算等），以及組合的定 位技術(shù)。物體位置的顯示比較流行的方法是采用地理信息系統(tǒng)（GIS)的表示，以地球或大 地坐標(biāo)系作為基準(zhǔn)，也可以采用局部立體或平面圖的形式顯示。
[0003] 通常情況下，室內(nèi)物體位置的定位和顯示圖屬于不同的坐標(biāo)參照系，需要進行坐 標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。這既增加了計算量，又降低了實時性。另一方面，室內(nèi)物體定位系統(tǒng)在部署時， 針對不同坐標(biāo)參照系的轉(zhuǎn)換參數(shù)需要進行標(biāo)定。除了增加工作量外，參數(shù)標(biāo)定的不準(zhǔn)確還 會不同程度地降低物體在室內(nèi)定位的精確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種室內(nèi)移動物體 一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，對室內(nèi)移動物體采用一體化的定位和位置顯示（采用相 同的坐標(biāo)參照系）可以有效克服坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和參數(shù)標(biāo)定帶來的問題。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] 一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括通過網(wǎng)絡(luò) 連接的室內(nèi)定位子系統(tǒng)和基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面，所述的室內(nèi)定 位子系統(tǒng)實時得到室內(nèi)移動物體的三維空間位置信息，并將其發(fā)送給基于DWG的圖形、實 時位置顯示及人機交互界面，所述的基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面以 AutoCAD工具生成的室內(nèi)DWG格式的圖形文件為基礎(chǔ)，將AutoCAD工具中的世界坐標(biāo)系WCS 作為參照坐標(biāo)系，將室內(nèi)定位子系統(tǒng)中的位置信息直接設(shè)定為參照坐標(biāo)系中的位置。
[0007] 所述的室內(nèi)定位子系統(tǒng)包括定位引擎服務(wù)器、定位基站和移動物體定位標(biāo)簽，所 述的定位引擎服務(wù)器與定位基站連接，所述的定位基站與移動物體定位標(biāo)簽無線連接。
[0008] 所述的定位基站與定位引擎之間通過局域網(wǎng)連接，保持精確的時間同步。
[0009] 所述的移動物體定位標(biāo)簽與多個定位基站之間持續(xù)進行無線數(shù)據(jù)交互，定位基站 將與移動物體定位標(biāo)簽之間的通信及時間信息實時報告給定位引擎服務(wù)器，所述的定位引 擎服務(wù)器實時地解算出人員隨身定位標(biāo)簽的三維空間位置。
[0010] 所述的定位引擎服務(wù)器實時地解算出人員隨身定位標(biāo)簽的三維空間位置具體 為：
[0011] 首先定位引擎服務(wù)器分別解算出人員隨身標(biāo)簽到各個定位基站之間的距離；
[0012] 然后通過其與多個定位基站的距離半徑球面的交集確定其三維空間的位置。
[0013] 所述的定位引擎服務(wù)器與基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面通過 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接。
[0014] 所述的基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面直接加載DWG格式的圖形 文件，從定位引擎服務(wù)器獲得人員隨身配備的定位標(biāo)簽的動態(tài)位置，并實時顯示。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將室內(nèi)物體的定位和圖形顯示綜合考慮，采用相同的坐 標(biāo)參照系，具有以下優(yōu)點：
[0016] 1)定位不需要進行坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，可以直接顯示。既沒有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換造成的精度損失， 實時性也比較好。
[0017] 2)工程實施比較方便。圖形由AutoCAD來繪制，形成DWG格式的平面圖。然后直 接導(dǎo)入到系統(tǒng)中，將來自定位系統(tǒng)的位置直接實時顯示即可。
[0018] 3)具有比較好的通用性，便于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0019] 圖1為室內(nèi)定位子系統(tǒng)示意圖；
[0020] 圖2為室內(nèi)定位子系統(tǒng)和實時位置顯示關(guān)系圖；
[0021] 圖3為點對點雙向距離測量示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0023] 實施例
[0024] 室內(nèi)移動物體一體化的定位和位置顯示系統(tǒng)由室內(nèi)定位系統(tǒng)、基于DWG的平面 圖、和實時顯不構(gòu)成，米用同一個坐標(biāo)參照系。
[0025] 室內(nèi)定位子系統(tǒng)以寬帶線性擴頻為基礎(chǔ)，通過在室內(nèi)部署一套無線測距定位裝 置，包括若干個定位基站、定位引擎服務(wù)器和人員隨身配備的定位標(biāo)簽，實現(xiàn)對人員的精確 定位，見圖1。定位基站與定位引擎服務(wù)器之間通過局域網(wǎng)連接，保持比較精確的時間同步。 人員隨身定位標(biāo)簽與多個定位基站之間持續(xù)進行無線數(shù)據(jù)交互，定位基站將與人員隨身定 位標(biāo)簽之間的通信及時間信息實時報告給定位引擎服務(wù)器，定位引擎服務(wù)器通過綜合方式 實時地解算出人員隨身定位標(biāo)簽的三維空間位置（X/Y/Z)。
[0026] 定位引擎服務(wù)器首先分別解算出人員隨身標(biāo)簽到各個定位基站之間的距離，然后 通過其與多個定位基站（一般不少于4個）的距離半徑球面的交集確定其三維空間的位 置。對于人員隨身定位標(biāo)簽和某一定位基站之間的距離測量，以圖3中AB兩點測距為例， 信號單次傳輸距離為d，則整個測量過程中，產(chǎn)生了四次傳輸過程4d，兩次往返（TRound，A， TRound,B)，以及 2 次回復(fù)等待時間（TReply,A;TReply,B)。
[0027]
[0028] C為常量由于TRound,A，TRound,B，TR印ly,A，TR印ly,B均能夠通過基帶時鐘測量 出來，故單次信號傳輸時間、傳輸距離也能夠計算出來。
[0029] 定位引擎服務(wù)器與"基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面"通過網(wǎng)絡(luò)連 接，采用TCP/IP通信TCP連接方式。定位引擎服務(wù)器為服務(wù)器端，位置服務(wù)請求方"基于 DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面"為客戶端。位置服務(wù)請求方通過定位引擎服務(wù) 器提供的接口可以實時獲取人員隨身配備的定位標(biāo)簽的動態(tài)位置，見圖2。
[0030] "基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面"以AutoCAD工具生成的室內(nèi)DWG格式的圖形文件為基礎(chǔ)，將AutoCAD工具中的WCS(世界坐標(biāo)系）作為參照坐標(biāo)系，室內(nèi)定 位子系統(tǒng)中定位基站的位置直接設(shè)定為參照坐標(biāo)系中的位置。人機圖形和交互部分可以 直接加載DWG格式的圖形文件，從定位引擎服務(wù)器獲得人員隨身配備的定位標(biāo)簽的動態(tài)位 置，并實時顯不。
[0031] 由以上描述可知，該一體化系統(tǒng)和方法由定位和顯示兩部分組成，采用相同的參 考坐標(biāo)系，能夠方便地導(dǎo)入DWG的圖形、獲取位置和進行位置的實時顯示。
[0032] 結(jié)合室內(nèi)定位子系統(tǒng)示意圖（圖1)和室內(nèi)定位子系統(tǒng)和實時位置顯示關(guān)系圖 (圖2)，在室內(nèi)部署若干臺定位基站，通過有線的方式連接到位置引擎服務(wù)器，將定位基站 和定位引擎服務(wù)器設(shè)置在同一局域網(wǎng)中。使用AutoCAD軟件繪制室內(nèi)的平面圖，并生成DWG 格式的圖形文件。將定位基站在室內(nèi)平面圖中的位置設(shè)定到定位系統(tǒng)中。"基于DWG的圖 形、實時位置顯示及人機交互界面"加載DWG格式的圖形文件，從定位引擎獲取人員隨身配 備的定位標(biāo)簽的動態(tài)位置，顯示人員移動的動態(tài)顯示效果。
【主權(quán)項】
1. 一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括通過網(wǎng)絡(luò) 連接的室內(nèi)定位子系統(tǒng)和基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面，所述的室內(nèi)定 位子系統(tǒng)實時得到室內(nèi)移動物體的三維空間位置信息，并將其發(fā)送給基于DWG的圖形、實 時位置顯示及人機交互界面，所述的基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面以 AutoCAD工具生成的室內(nèi)DWG格式的圖形文件為基礎(chǔ)，將AutoCAD工具中的世界坐標(biāo)系WCS 作為參照坐標(biāo)系，將室內(nèi)定位子系統(tǒng)中的位置信息直接設(shè)定為參照坐標(biāo)系中的位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征 在于，所述的室內(nèi)定位子系統(tǒng)包括定位引擎服務(wù)器、定位基站和移動物體定位標(biāo)簽，所述的 定位引擎服務(wù)器與定位基站連接，所述的定位基站與移動物體定位標(biāo)簽無線連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征 在于，所述的定位基站與定位引擎之間通過局域網(wǎng)連接，保持精確的時間同步。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征 在于，所述的移動物體定位標(biāo)簽與多個定位基站之間持續(xù)進行無線數(shù)據(jù)交互，定位基站將 與移動物體定位標(biāo)簽之間的通信及時間信息實時報告給定位引擎服務(wù)器，所述的定位引擎 服務(wù)器實時地解算出人員隨身定位標(biāo)簽的三維空間位置。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征 在于，所述的定位引擎服務(wù)器實時地解算出人員隨身定位標(biāo)簽的三維空間位置具體為： 首先定位引擎服務(wù)器分別解算出人員隨身標(biāo)簽到各個定位基站之間的距離； 然后通過其與多個定位基站的距離半徑球面的交集確定其三維空間的位置。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征 在于，所述的定位引擎服務(wù)器與基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面通過TCP/ IP網(wǎng)絡(luò)連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，其特征 在于，所述的基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面直接加載DWG格式的圖形文 件，從定位引擎服務(wù)器獲得人員隨身配備的定位標(biāo)簽的動態(tài)位置，并實時顯示。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種室內(nèi)移動物體一體化定位和位置實時顯示系統(tǒng)，包括通過網(wǎng)絡(luò)連接的室內(nèi)定位子系統(tǒng)和基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面，所述的室內(nèi)定位子系統(tǒng)實時得到室內(nèi)移動物體的三維空間位置信息，并將其發(fā)送給基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面，所述的基于DWG的圖形、實時位置顯示及人機交互界面以AutoCAD工具生成的室內(nèi)DWG格式的圖形文件為基礎(chǔ)，將AutoCAD工具中的世界坐標(biāo)系WCS作為參照坐標(biāo)系，將室內(nèi)定位子系統(tǒng)中的位置信息直接設(shè)定為參照坐標(biāo)系中的位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以有效克服坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和參數(shù)標(biāo)定帶來的問題。
【IPC分類】H04W64/00, H04W4/02
【公開號】CN104883664
【申請?zhí)枴緾N201510315214
【發(fā)明人】余坦, 陳維明
【申請人】上海通號軌道交通工程技術(shù)研究中心有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月10日