[发明专利]三维定位系统、节点、主机、及其操作方法

权利要求书

1.一种用在三维定位系统中的节点，包括：

通信单元，用于与主机进行通信，向主机报告测量得到的距离；

超声测距单元，用于在所述节点处于目标模式时，按照超声测距技术的规定，发射超声波，以及用于在所述节点处于信标模式时，基于超声测距技术测量所述节点与目前待测的目标节点之间的距离，作为测量得到的距离，提供给所述通信单元；

模式转换单元，用于根据所述节点的运动状况，确定所述节点当前是处于目标模式还是信标模式。

2.根据权利要求1所述的用在三维定位系统中的节点，其特征在于：

所述通信单元还向主机报告所述节点当前所处的模式。

3.根据权利要求2所述的用在三维定位系统中的节点，其特征在于：

在所述节点处于目标模式时，所述通信单元还用于接收主机发送的按照时分复用方式确定的发射信令；以及

所述超声测距单元根据发射信令，在分配给所述节点的操作时隙内，按照超声测距技术的规定，发射超声波。

4.根据权利要求1～3之一所述的用在三维定位系统中的节点，其特征在于：

当所述节点处于运动状态时，所述模式转换单元确定所述节点处于目标模式；以及

当所述节点处于静止状态且其位置已知时，所述模式转换单元确定所述节点处于信标模式，

或者

当所述节点处于运动状态时，所述模式转换单元确定所述节点处于目标模式；以及

当所述节点处于静止状态的时间大于等于模式转换时间阈值且其位置已知时，所述模式转换单元确定所述节点处于信标模式。

5.根据权利要求4所述的用在三维定位系统中的节点，其特征在于：

所述模式转换单元包括运动检测子单元。

6.根据权利要求5所述的用在三维定位系统中的节点，其特征在于：

所述运动检测子单元是运动传感器或惯性传感器。

7.根据权利要求4～6之一所述的用在三维定位系统中的节点，其特征在于：

所述节点的位置通过所述节点与主机之间的通信告知，从而确定所述节点的位置已知；或者

所述节点接收到由处于信标模式的节点发送的包含所述节点到所述处于信标模式的节点的距离的信息通信表明所述节点的位置已知。

8.一种用在三维定位系统中的主机，包括：

通信单元，用于与节点进行通信，接收处于信标模式的节点报告的通过超声测距技术测量得到的处于信标模式的节点与目前待测的处于目标模式的节点之间的距离；

节点数确定单元，用于根据所述通信单元所接收到的报告，确定处于信标模式的节点的数目，并判断处于信标模式的节点的数目是否大于等于预定数目；

位置计算单元，用于在所述节点数确定单元判断处于信标模式的节点的数目大于等于所述预定数目时，根据处于信标模式的节点所报告的距离、和处于信标模式的节点的位置，计算得到处于目标模式的节点的位置，

其中在所述节点数确定单元判断处于信标模式的节点的数目小于所述预定数目时，所述位置计算单元不执行处于目标模式的节点的位置的计算，所述节点数确定单元等待额外的处于目标模式的节点从目标模式转换为信标模式。

9.根据权利要求8所述的用在三维定位系统中的主机，其特征在于：

所述通信单元还用于接收节点所报告的所述节点当前所处的模式。

10.根据权利要求9所述的用在三维定位系统中的主机，其特征在于：

所述主机还包括目标节点协调单元，

所述节点数确定单元还用于确定处于目标模式的节点的总数，

所述目标节点协调单元用于根据处于目标模式的节点的总数，协调处于目标模式的节点的操作时隙，以时分复用的方式，使得在每个操作时隙，有且仅有一个处于目标模式的节点发射超声波，并生成用于指示相应的操作时隙被分配给相应处于目标模式的节点的发射信令，

所述通信单元还用于发送由所述目标节点协调单元生成的发射信令。

11.根据权利要求8～10之一所述的用在三维定位系统中的主机，其特征在于：

对于三维坐标中某一维度的坐标恒定的情况，所述预定数目为3个，以及

对于三维坐标的情况，所述预定数目为4个。