[发明专利]一种室内高精度人员定位系统

权利要求书

1.一种室内高精度人员定位系统，包括标签(1)、基站(2)和定位引擎(3)，其特征在于：所述标签(1)包括外壳(4)，所述外壳(4)内部设有电池模块(5)、第一电路板(6)、第一天线、第一UWB收发芯片(7)、第一单片机、第一USB连接母座(8)和运动传感芯片(9)，所述基站(2)上设有第二天线、第二电路板(10)、外接电源口(15)、RJ45网口(11)、第二USB连接母座(14)、第二UWB收发芯片(12)、第二单片机和串口服务器(13)，所述定位引擎(3)包括定位服务器，所述定位服务器上安装有定位算法软件，所述定位服务器连接端设有终端。

2.根据权利要求1所述的一种室内高精度人员定位系统，其特征在于：所述基站(2)设置为多个且均匀分布于室内以及隔断内。

3.根据权利要求1所述的一种室内高精度人员定位系统，其特征在于：所述外壳(4)由白色塑料制成，所述电池模块(5)、第一天线、第一UWB收发芯片(7)、第一单片机、第一USB连接母座(8)和运动传感芯片(9)均通过导线与第一电路板(6)连接。

4.根据权利要求1所述的一种室内高精度人员定位系统，其特征在于：所述第二天线、外接电源口(15)、RJ45网口(11)、第二USB连接母座(14)、第二UWB收发芯片(12)、第二单片机和串口服务器(13)均通过导线与第二电路板(10)连接。

5.根据权利要求1所述的一种室内高精度人员定位系统，其特征在于：所述基站(2)通过串口服务器(13)与有线局域网连接，所述串口服务器(13)通过有线局域网与定位服务器连接。

6.根据权利要求1所述的一种室内高精度人员定位系统，其特征在于：所述定位算法软件包括分组定位算法、滤波算法、标签位置计算算法和位置矫正算法。

7.根据权利要求1-6所述的一种室内高精度人员定位系统的定位算法，其特征在于：包括以下具体步骤：

1)上电后，基站(2)处于接收模式，等待标签(1)进入定位范围；

2)当携带标签(1)的人员处于静止状态时，标签(1)上的第一单片机和第一UWB收发芯片(7)处于低功耗睡眠模式，人员有活动后，运动传感芯片(9)产生中断，第一单片机恢复运行，启动第一UWB收发芯片(7)；

3)标签(1)向基站(2)发送UWB报文，记录发送时刻T_tag_tx；

4)基站(2)收到标签(1)的UWB报文，记录接收时刻T_tag_rx；

5)基站(2)向标签(1)发送UWB报文，记录发送时刻T_anc_tx；

6)标签(1)收到基站(2)的UWB报文，记录接收时刻T_anc_rx；

7)标签(1)最后将自己记录的T_tag_tx和T_anc_rx返回给基站(2)；

8)基站(2)使用下列公式计算标签(1)与自己的距离：

ToF＝((T_anc_rx-T_tag_tx)-(T_anc_tx-T_tag_rx))/2

距离＝光速×ToF

9)基站(2)通过RJ45网口(11)向定位服务器发送测距数据；

10)重复上述过程，定位服务器得到标签(1)与多个基站(2)之间的直线距离；

11)定位服务接收标签(1)和基站(2)的TAG_BLINK消息，通过滤波算法获取标签(1)与所有基站(2)的信号强度，定时获取通道中基站(2)组信号强度之和最大的基站(2)组，再选信号最强的基站(2)的相邻最大信号强度的基站(2)，然后向这三个基站(2)发送SET_RANG_ANCHOR消息，实现多基站(2)、多标签(1)的定位分组算法；

12)定位服务接收标签(1)基站(2)距离信息，并执行滤波函数，此时获取了三个基站(2)与一个标签(1)的距离信息，然后对比标签(1)到三基站(2)对应两线段端点的角度，判断标签(1)所在基站(2)通道；

13)此时使用标签位置计算算法，根据点映射到线段的位置来计算出标签(1)的位置；

14)由于设备误差的存在，根据位置矫正算法，需对计算后的位置信息再进行矫正处理，避免运动跳变。