[发明专利]一种确定目标物位置的无线通信系统和方法

权利要求书

1.一种确定目标物位置的无线通信系统，包含主机和子机，所述子机安装于所述目标物，其特征在于，

所述主机包含第一蓝牙模块、处理器模块、移动传感器、报警器和定位显示器；所述子机包含第二蓝牙模块；所述第一蓝牙模块和第二蓝牙模块之间通过符合蓝牙协议的无线通信接口信号相连接；

所述处理器模块和所述第一蓝牙模块通过第一接口信号相连接；所述处理器模块和所述定位显示器通过第二接口信号相连接；所述移动传感器和所述处理器模块通过第三接口信号相连接；

所述第一蓝牙模块接收到所述无线通信信号，输出信号强度信息，所述信号强度信息包含在所述第一接口信号中；所述处理器模块根据所述信号强度信息计算所述主机和所述子机之间的距离；当所述距离超过安全距离时，所述处理器模块触发所述报警器发出用户感官可识别的信号；

所述移动传感器中包含加速度传感器和速度传感器，所述移动传感器输出所述第三接口信号，包含所述主机的加速度和角加速度信息；所述处理器模块运用所述加速度和角加速度信息计算得到所述主机的坐标；

所述处理器模块根据所述主机在多个测量点的坐标、及所述主机在所述多个测量点根据所述信号强度信息计算得到所述距离，计算得出所述子机的位置坐标；所述处理器模块输出第二接口信号包含所述子机位置坐标的信息，通过所述定位显示器发出用户感官可识别的信号。

2.如权利要求1所述确定目标物位置的无线通信系统，其特征在于，所述主机是一个具备蓝牙功能的手机或穿戴设备。

3.如权利要求1所述确定目标物位置的无线通信系统，其特征在于，所述子机是包含蓝牙模块的标贴、挂饰或其他载体。

4.如权利要求1所述确定目标物位置的无线通信系统，其特征在于，所述第一蓝牙模块，第二蓝牙模块、及所述符合蓝牙协议的无线通信信号，按照蓝牙4.0技术实现。

5.一种确定目标物位置的方法，用于权利要求1～4任一项所述无线通信系统，其特征在于，包含以下步骤：

通过对主机中移动传感器中包含的加速度传感器和速度传感器输出信号进行二次积分，分别得出定位过程中主机的三个轨迹点的坐标；

利用蓝牙系统的RSSI测量技术，得到各个轨迹点与子机之间的距离，当子机与主机轨迹点的距离超过安全距离时，则发出安全告警提示；

如果告警后需要启动目标跟踪，则利用主机的三个轨迹点与子机之间的距离，采用三点定位法计算出子机的坐标。

6.如权利要求5所述确定目标物位置的方法，其特征在于，还包含以下步骤：当所述用三点定位法得到的位置发生较大误差时，则判断为子机运动，则增加主机的轨迹点采样率，用多于三点的定位方法计算子机的坐标，并利用KALMAN滤波对采样结果进行修正，使定位精度提高。

7.一种确定目标物位置的方法，用于权利要求1～4任一项所述无线通信系统，其特征在于，包含以下步骤：

S101、选取轨迹点V1，通过RSSI测试子机与V1的距离D1；选取轨迹点V2，通过RSSI测试子机与V2的距离D2；选取轨迹点V3，通过RSSI测试子机与V3的距离D3；转步骤S201；

S102、选取新的轨迹点V3'，并计算出准确坐标，根据RSSI得出D3'；将原有的轨迹点更新，即取值V1＝0，D1＝D2；V2＝V3-V2，D2＝D3；V3＝V3'-V2，D3＝D3'；转步骤S201；

S201、判断D3是否大于安全距离，如果是则转步骤S301，否则转步骤S102；

S301、判断是否收到定位指令，是则转步骤S302，否则转步骤S102；

S302、按照三点定位法确定子机所在位置区域，然后基于V3得出子机相对于V3点的坐标值。

8.如权利要求7所述确定目标物位置的方法，其特征在于，还包含以下步骤：

S401、选取第N+1个主机坐标点V(N+1)，测试V(N+1)与接收到的RSSI估计出V(N+1)与子机的距离D(N+1)；用前面三点估算出的子机坐标V0，计算V0与V(N+1)的距离D(N+1)'；转步骤S402；

S402、误差检测，判断|D(N+1)-D(N+1)'|是否大于设定范围，是则转步骤S403；否则转步骤S401；

S403、提高主机的采样频率为原来的(N+1)/N倍，利用第N+1点一起对子机位置进行估算，其中N为上一次选定的主机点数；若N+1>4，则启动KALMAN滤波对第N+1点位置进行滤波；根据N+1点主机位置与子机之间的距离估算子机位移坐标；后续采样点数更新为N+1点，取值N＝N+1；转步骤S401；

S404、判断检测所用点数N是否大于3？是则转步骤S405，否则转步骤S102；

S405、根据N-1点主机位置与子机之间的距离估算子机位移坐标，后续采样点数更新为N-1点，取值N＝N-1；转步骤S401。