一種高精度絕對定位系統(tǒng)及其定位方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種高精度絕對定位系統(tǒng)，包括移動端、M個定位擋板、定位終端，所述移動端包括發(fā)射板與接收板，所述發(fā)射板與接收板上對應設置N組發(fā)射器與接收器，所述N個接收器與分析控制器連接，所述分析控制器與無線發(fā)送模塊電氣連接；所述定位擋板上設置有N個定位點，所述定位點的位置與發(fā)射板上的發(fā)射器的位置互相對應；所述無線發(fā)送模塊與定位終端無線連接，其中M≤2N-2；一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，包括如下步驟：準備讀取定位擋板值；判斷是否符合讀取條件；讀取定位擋板信息；判斷是否符合發(fā)送條件；將符合發(fā)送條件的值發(fā)送給客戶端；客戶端接收數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)信息；實現(xiàn)定位。本發(fā)明簡化了定位的難度也降低了定位系統(tǒng)的成本。
【專利說明】一種高精度絕對定位系統(tǒng)及其定位方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)領域，特別是指一種高精度絕對定位系統(tǒng)及其定位方法。
【背景技術】
[0002]當前，定位系統(tǒng)是一種基于信號的無線電定位手段，主要模式有主動式和被動感應式。其中主動式分為AOA (到達角度定位)、TDOA (到達時間差定位)、TOA (到達時間)、Tff-TOF (雙向飛行時間)、NFER (近場電磁測距)等，如UWB定位，這種技術手段的特點是定位精度高，不易受干擾；被動感應式采用基于信號強度的方法進行位置解算，主要為RSSI (信號強弱)等，如WIFI，RFID，Zigbee等，這種方式容易受到水，金屬物等障礙物的影響，從而出現(xiàn)偏差，精度相對較低。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種高精度絕對定位系統(tǒng)及其定位方法。本發(fā)明提出的一種高精度絕對定位系統(tǒng)及其定位方法，可以實現(xiàn)運動中的物體的絕對定位，簡化了定位的難度也降低了定位系統(tǒng)的成本。
[0004]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種高精度絕對定位系統(tǒng)，包括安裝在需要定位的載體上的移動端、M個安裝在需要定位處的定位擋板、接收移動端的定位數(shù)據(jù)并顯示定位位置的定位終端，
[0006]所述移動端包括互相平行設置的發(fā)射板與接收板，所述發(fā)射板與接收板上對應設置N組發(fā)射器與接收器，所述N個發(fā)射器安裝在發(fā)射板上，所述N個發(fā)射器分別與發(fā)射器供電電源電氣連接；所述N個接收器安裝在接收板上，所述N個接收器分別與接收器供電電源電氣連接，所述N個接收器分別與分析控制器連接，所述分析控制器與無線發(fā)送模塊電氣連接；
[0007]所述定位擋板上設置有N個定位點，所述定位點的位置與發(fā)射板上的發(fā)射器的位置互相對應，通過將不同的定位點設置成封閉或者通孔狀態(tài)來區(qū)分不同的定位處，其中，第一個定位點與最后一個定位點為封閉狀態(tài)；
[0008]所述定位終端包括無線接收裝置、數(shù)據(jù)庫服務器、顯示裝置，所述無線接收裝置與數(shù)據(jù)庫服務器電氣連接，所述數(shù)據(jù)庫服務器與顯示器電氣連接，所述無線接收裝置與無線發(fā)送模塊無線連接；其中M ( 2n_2。
[0009]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述定位擋板上的定位點之間的間距為
3?8cm。
[0010]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述分析控制器為PLC板。
[0011]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述PLC板每秒向接收器讀取1000?5000次接收信息。反應速度快，可以在毫秒級時間內讀出定位擋板信息，解析讀到的信息，來實現(xiàn)定位。
[0012]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述無線接收裝置為路由器。[0013]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射器為紅外光源發(fā)射器，所述接收器為光電傳感器。
[0014]一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，在需要定位處設置定位擋板，不同定位處的定位擋板上的N個定位點設置通孔的狀態(tài)不同，包括如下步驟:
[0015]SI,準備讀取定位擋板值；
[0016]S2，判斷是否符合讀取條件，如果是，至步驟S3，如果否，至步驟SI ；
[0017]S3，讀取定位擋板信息；
[0018]S4,判斷是否符合發(fā)送條件,如果是,至步驟S5,如果否,至步驟SI ；
[0019]S5，將符合發(fā)送條件的值發(fā)送給客戶端；
[0020]S6，客戶端接收數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)信息；
[0021]S7，實現(xiàn)定位；
[0022]S8，結束。
[0023]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S2中判斷是否符合讀取條件為=PLC板根據(jù)接收器收到的光強與標準值作對比，低于標準值則記為0，高于標準值記為1，得到一組由組成的字符串，其中第一位和最后一位為校驗位，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃痪鶠镺時，符合讀取條件。
[0024]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S4中判斷是否符合發(fā)送條件為:接收器接收到的光強對應的字符串中，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃挥赏瑫r為O變?yōu)槿我庖晃粸镮時，符合發(fā)送條件。
[0025]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S6中解析數(shù)據(jù)信息為:將由組成的字符串與數(shù)據(jù)庫服務器中存儲的信息進行比對，查找與之對應的定位擋板的信息，通過確定定位擋板的位置來確定載體的位置。
[0026]本發(fā)明解決了現(xiàn)有定位系統(tǒng)的實用性和可行性上的限制，使用本發(fā)明提出的一種高精度絕對定位系統(tǒng)只需將擋光板放在所需要知道的位置，不需要測距離、測角度，也不需要通過收到信號的強度來判斷位置。相對于現(xiàn)有的定位系統(tǒng)，簡化了定位的難度也降低了定位系統(tǒng)的成本。
[0027]本發(fā)明可以實現(xiàn)運動中的物體的絕對定位。每塊擋板定義不同的信息，固定在要定位的位置上，把光電傳感器固定在運動的物體上，使物體在移動的過程中可以掃到擋板的信息，這樣，只要掃到擋板，即可返回數(shù)據(jù)，根據(jù)返回值，查找定義好的擋板信息，確定物體的位置。本發(fā)明定位精確度高，精度為2mm。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本發(fā)明一種聞精度絕對定位系統(tǒng)中移動端的連接關系圖；
[0030]圖2為本發(fā)明一種高精度絕對定位系統(tǒng)中定位擋板、發(fā)射板、接收板位置對應時的結構不意圖；[0031]圖3為本發(fā)明一種高精度絕對定位系統(tǒng)中定位擋板的結構示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明一種高精度絕對定位系統(tǒng)中定位終端的結構框圖；
[0033]圖5為本發(fā)明一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0035]如圖1-4所示，一種高精度絕對定位系統(tǒng)，包括安裝在需要定位的載體上的移動端、M個安裝在需要定位處的定位擋板200、接收移動端的定位數(shù)據(jù)并顯示定位位置的定位終端。
[0036]所述移動端包括互相平行設置的發(fā)射板110與接收板120，所述發(fā)射板110與接收板120上對應設置N組發(fā)射器111與接收器121，所述N個發(fā)射器111安裝在發(fā)射板110上，所述N個發(fā)射器111分別與發(fā)射器供電電源電氣連接；所述發(fā)射器供電電源為3?5v供電電源；所述N個接收器121安裝在接收板120上，所述N個接收器121分別與接收器供電電源電氣連接，所述N個接收器121分別與分析控制器130連接，所述分析控制器130與無線發(fā)送模塊140電氣連接；所述發(fā)射器111為紅外光源發(fā)射器，所述接收器121為光電傳感器。
[0037]所述定位擋板200上設置有N個定位點210，所述定位點210的位置與發(fā)射板110上的發(fā)射器111的位置互相對應，通過將不同的定位點210設置成封閉或者通孔狀態(tài)來區(qū)分不同的定位處，圖中黑色的定位點210表示設置成封閉狀態(tài)的定位點，圖中空白的定位點210表示設置成通孔狀態(tài)的定位點；其中，第一個定位點211與最后一個定位點212為封閉狀態(tài)；紅外光源發(fā)射器和接收器是一一對應的，當中間有定位擋板200的時候，定位擋板200由于定位點210有的是通孔，有的是封閉狀態(tài)，所以是有的透光，有的不透光，那么接收器120就會有的能接收到信號，有的接收不到。接收器120中能接收到信號的記為1，不能接收到信號的記為0，那么會得到一串由O和I組成的數(shù)字，第一位和最后一位為校驗位，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃欢紴镺的時候記錄擋板的數(shù)據(jù)信息；當?shù)谝晃缓妥詈笠晃挥赏瑫r為O變?yōu)槿我庖晃粸镮的時候，則把之前記錄的第一位和最后一位都為O時的擋板信息數(shù)據(jù)發(fā)送給定位終端，當定位終端接收到信息后，進行解析，在數(shù)據(jù)庫服務器中查詢當前信息對應的定位擋板的位置，輸出位置信息。
[0038]所述定位終端包括無線接收裝置310、數(shù)據(jù)庫服務器320、顯示裝置330，所述無線接收裝置310與數(shù)據(jù)庫服務器320電氣連接，所述數(shù)據(jù)庫服務器320與顯示器330電氣連接，所述無線接收裝置310與無線發(fā)送模塊140無線連接；其中M ( 2n_2。
[0039]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述定位擋板200上的定位點之210間的間距為3?8cm。定位點210之間的距離越小，定位數(shù)據(jù)越準確。
[0040]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述分析控制器130為PLC板。所述PLC板每秒向接收器讀取1000?5000次接收信息。
[0041]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其中，所述無線接收裝置310為路由器。[0042]如圖5所示，一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，在需要定位處設置定位擋板，不同定位處的定位擋板上的N個定位點設置通孔的狀態(tài)不同，定位擋板的信息和位置信息是在數(shù)據(jù)庫服務器中對應記錄好的，包括如下步驟:
[0043]SI,準備讀取定位擋板值；
[0044]S2，判斷是否符合讀取條件，如果是，至步驟S3，如果否，至步驟SI ；
[0045]S3，讀取定位擋板信息；
[0046]S4,判斷是否符合發(fā)送條件,如果是,至步驟S5,如果否,至步驟SI ；
[0047]S5，將符合發(fā)送條件的值發(fā)送給客戶端；
[0048]S6，客戶端接收數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)信息；
[0049]S7，實現(xiàn)定位；
[0050]S8，結束。
[0051]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S2中判斷是否符合讀取條件為=PLC板根據(jù)接收器收到的光強與標準值作對比，低于標準值即對應定位擋板上的定位點處為封閉狀態(tài)則記為0，高于標準值即對應定位擋板上的定位點處為通孔狀態(tài)記為1，得到一組由組成的字符串，其中第一位和最后一位為校驗位，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃痪鶠镺時，符合讀取條件。
[0052]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S4中判斷是否符合發(fā)送條件為:接收器接收到的光強對應的字符串中，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃挥赏瑫r為O變?yōu)槿我庖晃粸镮時，符合發(fā)送條件。
[0053]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S6中解析數(shù)據(jù)信息為:將由組成的字符串與數(shù)據(jù)庫服務器中存儲的信息進行比對，查找與之對應的定位擋板的信息，通過確定定位擋板的位置來確定載體的位置。
[0054]實施例一
[0055]本發(fā)明的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，應用在密集庫、物流倉儲等有限空間內，包括移動端、定位擋板、定位終端。密集庫、物流倉儲等內部設置固定的載物小車及小車運行軌道，所述定位擋板安裝在軌道上需要定位的位置，所述移動端安裝在小車上，由于小車運行軌道是已定的，所以，在保證了定位擋板的高度與發(fā)射板和接收板的高度一致，定位擋板上的定位點、發(fā)射板上的發(fā)射器、接收板上的接收器的相對位置一致的前提下，只需要調節(jié)好定位擋板的高度及移動端的安裝位置，即可保證小車在移動過程中，定位擋板一定可以穿過移動端中互相平行的發(fā)射板與接收板，并且即存在符合讀取條件的狀態(tài)，又存在符合發(fā)送條件的狀態(tài)。
[0056]所述定位擋板上設置15個定位點,所述定位點之間的間距為5cm。其中第一個定位點與最后一個定位點設置成封閉狀態(tài)，其余定位點根據(jù)不同的位置，設置不同的通孔狀態(tài)、封閉狀態(tài)的排列組合，這樣，可以有213=8192個排列組合，即可以設置不超過8192個定位位置，并將每一個定位位置處的定位擋板上的瞳孔狀態(tài)、封閉狀態(tài)的排列組合與定位位置一一對應的存儲在數(shù)據(jù)庫服務器中。
[0057]所述移動端包括互相平行設置的發(fā)射板與接收板，所述發(fā)射板與接收板上對應設置15組發(fā)射器與接收器，所述15個發(fā)射器安裝在發(fā)射板上，所述15個發(fā)射器分別與發(fā)射器供電電源電氣連接；所述15個接收器安裝在接收板上，所述15個接收器分別與接收器供電電源電氣連接，所述15個接收器分別與PLC板連接，所述PLC板與無線發(fā)送模塊電氣連接。
[0058]所述定位終端包括路由器、PC機，PC機即可滿足數(shù)據(jù)庫服務器的要求，又具有顯示裝置的功能，所述路由器與PC機連接，所述PC機通過路由器接收移動端上的無線發(fā)送模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)并在數(shù)據(jù)庫服務器中進行查找，以確定記錄好的定位擋板的位置信息，然后輸出該位置信息。
[0059]本實施例中的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，包括如下步驟:
[0060]SI,準備讀取定位擋板值；
[0061]S2，判斷是否符合讀取條件，如果是，至步驟S3，如果否，至步驟SI ；
[0062]S3，讀取定位擋板信息；
[0063]S4，判斷是否付合發(fā)送條件，如果是，至步驟S5，如果否，至步驟SI ；
[0064]S5,將符合發(fā)送條件的值發(fā)送給客戶端；
[0065]S6，客戶端接收數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)信息；
[0066]S7，實現(xiàn)定位；
[0067]S8，結束。
[0068]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S2中判斷是否符合讀取條件為=PLC板根據(jù)接收器收到的光強與標準值作對比，低于標準值即對應定位擋板上的定位點處為封閉狀態(tài)則記為0，高于標準值即對應定位擋板上的定位點處為通孔狀態(tài)記為1，得到一組由組成的字符串，其中第一位和最后一位為校驗位，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃痪鶠镺時，符合讀取條件。
[0069]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S4中判斷是否符合發(fā)送條件為:接收器接收到的光強對應的字符串中，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃挥赏瑫r為O變?yōu)槿我庖晃粸镮時，符合發(fā)送條件。
[0070]上述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其中，所述步驟S6中解析數(shù)據(jù)信息為:將由組成的字符串與數(shù)據(jù)庫服務器中的信息進行比對，查找與之對應的定位擋板的信息，通過確定定位擋板的位置來確定載體的位置。
[0071]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝在需要定位的載體上的移動端、M個安裝在需要定位處的定位擋板、接收移動端的定位數(shù)據(jù)并顯示定位位置的定位終端， 所述移動端包括互相平行設置的發(fā)射板與接收板，所述發(fā)射板與接收板上對應設置N組發(fā)射器與接收器，所述N個發(fā)射器安裝在發(fā)射板上，所述N個發(fā)射器分別與發(fā)射器供電電源電氣連接；所述N個接收器安裝在接收板上，所述N個接收器分別與接收器供電電源電氣連接，所述N個接收器與分析控制器連接，所述分析控制器與無線發(fā)送模塊電氣連接； 所述定位擋板上設置有N個定位點，所述定位點的位置與發(fā)射板上的發(fā)射器的位置互相對應，通過將不同的定位點設置成封閉或者通孔狀態(tài)來區(qū)分不同的定位處，其中，第一個定位點與最后一個定位點為封閉狀態(tài)； 所述定位終端包括無線接收裝置、數(shù)據(jù)庫服務器、顯示裝置，所述無線接收裝置與數(shù)據(jù)庫服務器電氣連接，所述數(shù)據(jù)庫服務器與顯示器電氣連接，所述無線接收裝置與無線發(fā)送模塊無線連接；其中MS 2n_2。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位擋板上的定位點之間的間距為3~8cm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其特征在于，所述分析控制器為PLC 板。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC板每秒向接收器讀取1000~5000次接收信息。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種高精`度絕對定位系統(tǒng)，其特征在于，所述無線接收裝置為路由器。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射器為紅外光源發(fā)射器，所述接收器為光電傳感器。
7.一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，在需要定位處設置定位擋板，不同定位處的定位擋板上的N個定位點設置通孔的狀態(tài)不同，其特征在于，包括如下步驟: SI,準備讀取定位擋板值； S2，判斷是否符合讀取條件，如果是，至步驟S3，如果否，至步驟SI ； S3,讀取定位擋板信息； S4，判斷是否符合發(fā)送條件，如果是，至步驟S5，如果否，至步驟SI ； S5，將符合發(fā)送條件的值發(fā)送給客戶端； S6，客戶端接收數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)信息； S7，實現(xiàn)定位； S8，結束。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其特征在于，所述步驟S2中判斷是否符合讀取條件為:PLC板根據(jù)接收器收到的光強與標準值作對比，低于標準值則記為0，高于標準值記為1，得到一組由組成的字符串，其中第一位和最后一位為校驗位，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃痪鶠镺時，符合讀取條件。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其特征在于，所述步驟S4中判斷是否符合發(fā)送條件為:接收器接收到的光強對應的字符串中，當?shù)谝晃缓妥詈笠晃挥赏瑫r為O變?yōu)槿我庖晃粸镮時,符合發(fā)送條件。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種高精度絕對定位系統(tǒng)的定位方法，其特征在于，所述步驟S6中解析數(shù)據(jù)信息為:將由組成的字符串與數(shù)據(jù)庫服務器中存儲的信息進行比對，查找與之對應的定位擋板`的信息，通過確定定位擋板的位置來確定載體的位置。
【文檔編號】G01S5/16GK103777176SQ201410035782
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權日:2014年1月24日
【發(fā)明者】李敬彬, 許慶波, 郝明國, 錢佳, 代麗麗, 朱雋鴻 申請人:上海速銳信息技術有限公司