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CN108474859A - 定位系统及其搭建方法 - Google Patents

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CN108474859A
CN108474859A CN201780005576.9A CN201780005576A CN108474859A CN 108474859 A CN108474859 A CN 108474859A CN 201780005576 A CN201780005576 A CN 201780005576A CN 108474859 A CN108474859 A CN 108474859A
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Shenzhen Dajiang Innovations Technology Co Ltd
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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Abstract

一种定位系统及其搭建方法，该定位系统包括：基站(200)及可移动设置的定位设备(300)，基站至少四个，至少四个基站中任意三个基站(200)的位置不共线；每个基站(200)能够获取其与其他基站(200)之间的第一距离信息；定位设备(300)被设置在至少两个标定位置，能够获取各标定位置与其中任意三个基站(200)之间的第二距离信息；基站(200)建立相对坐标系，并根据各基站(200)之间的第一距离信息、各标定位置与任意三个基站(200)之间的第二距离信息以及各标定位置在预设的固定坐标系下的绝对坐标，计算相对坐标系和固定坐标系之间的变换参数。通过获取多个易于测量绝对坐标的标定位置的绝对坐标，简化架设流程，从而缩短架设时间。

Description

定位系统及其搭建方法
技术领域
本发明涉及定位系统领域，尤其涉及一种定位系统及其搭建方法。
背景技术
GPS(Global Positioning System，全球定位系统)为目前主流的定位技术，其是结合卫星及无线技术的导航系统，为用户提供精确的定位。用户在能接收到卫星信号的区域，便可方便地利用GPS获取定位信息。但在室内环境中，可能由于建筑物的遮挡，导致GPS信号的接收不良，因而无法利用GPS进行定位，专用的室内定位系统由此衍生。室内定位系统是一种用于在建筑物内或在密集工业区中对物体或人进行无线定位的设备的网络。
室内定位系统的实际使用场景复杂。例如，在机器人比赛中，需要通过在比赛场地设置多个基站，并预先测量各基站的坐标，从而通过基站来检测比赛机器人的坐标。而比赛场地的复杂可能导致各基站的坐标不便于测量或者测量需要耗费较多的人力和时间，不能满足定位系统快速搭建的需求。
发明内容
本发明提供一种定位系统及其搭建方法。
根据本发明的第一方面，提供一种定位系统的搭建方法，所述方法包括：
获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标及其在预设的固定坐标系下的绝对坐标，其中至少两个所述标定位置间隔设置；
基于至少两个所述标定位置的相对坐标及绝对坐标，计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数。
根据本发明的第二方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标及其在预设的固定坐标系下的绝对坐标，其中至少两个所述标定位置间隔设置；
基于至少两个所述标定位置的相对坐标及绝对坐标，计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数。
根据本发明的第三方面，提供一种定位系统，包括一个或多个处理器，单独地或共同地工作，所述处理器被配置为：
获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标及其在预设的固定坐标系下的绝对坐标，其中至少两个所述标定位置间隔设置；
基于至少两个所述标定位置的相对坐标及绝对坐标，计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数。
根据本发明的第四方面，提供一种定位系统，包括基站及可移动设置的定位设备，所述基站至少四个，至少四个所述基站中任意三个基站的位置不共线；
每个基站能够获取其与其他基站之间的第一距离信息；
所述定位设备被设置在至少两个标定位置，能够获取各标定位置与其中任意三个基站之间的第二距离信息；
所述基站建立相对坐标系，并根据各基站之间的第一距离信息、各标定位置与任意三个基站之间的第二距离信息以及各标定位置在预设的固定坐标系下的绝对坐标，计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明通过获取多个易于测量绝对坐标的标定位置的绝对坐标，替代现有的直接测量基站的绝对坐标，不仅简化了定位系统的架设流程，从而缩短定位系统的架设时间，提高效率，还扩展了定位系统的使用场景，能够在较为复杂的环境下进行定位系统的搭建。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中的定位系统的结构布设示意图；
图2是本发明一实施例中的定位系统的搭建方法的流程图；
图3是本发明另一实施例中的定位系统的搭建方法的流程图；
图4是本发明一实施例中的基站的结构框图；
图5是本发明一实施例中的基站的立体图；
图6是本发明一实施例中的基站在另一方向上的立体图；
图7是本发明一实施例中的定位设备的结构框图；
图8是本发明一实施例中的定位设备的立体图。
附图标记：
xyz：相对坐标系；XYZ：固定坐标系；
10：第一特定位置；11：第二特定位置；13：第三特定位置；14：第四特定位置；
21：第一标定位置；22：第二标定位置；
200：基站；201：第一处理器；202：第一指示灯；203：第二指示灯；204：第一USB接口；
300：定位设备；301：第二处理器；302：第三指示灯；303：第四指示灯；304：总线接口；305：第二USB接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图，对本发明的定位系统及其搭建方法进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图1，本发明实施例提供的一种定位系统，可包括多个用于定位的基站200，需要预先获得基站200在固定坐标系XYZ下的绝对坐标，再通过基站200获得待检测目标在固定坐标系XYZ下的绝对坐标。一般情况下，基站200的位置需要放置在特定位置上，从而全面覆盖当前区域以更好地通过基站200进行定位。基站200的应用场景可能较为复杂，放置在指定位置的基站200在固定坐标系XYZ下的绝对坐标可能不便于测量或者测量费时费力，故需要设计一种简单易用的搭建定位系统的方式。
其中，固定坐标系XYZ可为用户确定的坐标系，例如，以当前区域的其中一个角(如房间四个角中的任一角)作为基准所确定的坐标系。在配置较高的系统中，可以将固定坐标系XYZ升级为通过GPS确定的世界坐标系。
实施例一
图2是本发明实施例的一种定位系统的搭建方法的流程图。参见图2，所述方法可包括以下步骤：
步骤S201：获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标及其在预设的固定坐标系XYZ下的绝对坐标，其中至少两个所述标定位置间隔设置；
本实施例中，当前区域是指待定位的室内区域，可以为机器人比赛场地，也可为其他待定位的室内区域。
标定位置的数量可根据需要选择，例如，标定位置可选择为两个，或者两个以上。本实施例中，标定位置为两个，从而减少计算量，加快定位系统架设的速度。当然，在其他实施例中，标定位置也可选择为三个或者更多，可通过多个数量的标定位置对计算的结果进行验证，确保定位系统搭建的准确性。
其中，相对坐标系xyz是根据当前区域中用于放置基站200的特定位置建立的，具体而言，所述获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标之前，还包括：获取当前区域中至少四个特定位置中每两个特定位置之间的第一距离信息，并根据至少四个所述特定位置，建立相对坐标系xyz。根据所述第一距离信息和所述相对坐标系xyz，计算至少四个所述特定位置在所述相对坐标系xyz下的相对坐标。其中，至少四个所述特定位置中任意三个不共线。每个标定位置与每个特定位置间隔设置，即标定位置与任意特定位置不重合，从而可快速通过三边定位实现对标定位置在相对坐标系下的相对坐标的计算，进一步提高定位系统搭建的效率。。
需要说明的是，“获取当前区域中至少四个特定位置中每两个特定位置之间的第一距离信息”和“根据至少四个所述特定位置，建立相对坐标系xyz”可以为先后执行顺序，也可以同步执行。
特定位置也可根据比赛场地尺寸和定位需求等设定，例如，特定位置可选择为四个或者四个以上。本实施例中，特定位置为四个，四个特定位置中任意三个不重合，从而可根据四个特定位置之间的第一距离信息来计算四个特定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标，以便于计算标定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标。
建立相对坐标系xyz的方式可根据需要设定，例如，在其中一实施例中，所述根据至少四个所述特定位置，建立相对坐标系xyz包括：设定其中一个特定位置为原点，并设定作为原点的特定位置与另一特定位置形成的向量作为其中一坐标轴，建立相对坐标系xyz。当然，建立相对坐标系xyz的方式不限于此，例如，也可以设定至少四个所述特定位置中的任意两个特定位置连线的中部为原点，并设定该任意两个特定位置连线作为其中一坐标轴，建立相对坐标系xyz。
可选地，所述相对坐标系xyz为三维直角坐标系。例如，参见图1，设定第一特定位置10为原点、以第一特定位置10和第二特定位置11形成的向量作为x轴，建立右手笛卡尔直角坐标系。当然，所述相对坐标系xyz也不限于三维直角坐标系，也可根据需要选择维数为二维或者多于三维的直角坐标系或者其他非直角坐标系。本实施例选择三维直角坐标系，能够获得待检测位置(例如比赛机器人)的空间坐标，定位更加直观。
步骤S202：基于至少两个所述标定位置的相对坐标及绝对坐标，计算所述相对坐标系xyz和所述固定坐标系XYZ之间的变换参数。
执行完步骤S201和步骤S202后，获得待检测位置在相对坐标系xyz中的相对坐标，即可根据变换参数，将待检测位置在相对坐标系xyz中的相对位置转换成其在固定坐标系XYZ下的绝对坐标，统一定位标准，便于用户识别。
本实施例中，所述变换参数包括：所述相对坐标系xyz转换至所述固定坐标系XYZ的旋转矩阵和平移向量，从而将相对坐标系xyz下的相对坐标转换成固定坐标系XYZ下的绝对坐标，统一当前区域的定位标准。
本发明实施例中，通过获取多个易于测量绝对坐标的标定位置的绝对坐标，替代现有的直接测量基站200的绝对坐标，不仅简化了定位系统的架设流程，从而缩短定位系统的架设时间，提高效率，还扩展了定位系统的使用场景，能够在较为复杂的环境下进行定位系统的搭建。
进一步地，在步骤S201中，所述获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标，可包括：首先，获取每个标定位置与至少四个所述特定位置中的任意三个特定位置之间的第二距离信息。接着，根据所述第二距离信息及所述任意三个特定位置的相对坐标，计算每个标定位置在所述相对坐标系xyz下的相对坐标。本实施例通过三边定位原理计算出至少两个标定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标，计算过程简单，易于实现。
本实施例中，所述标定位置上设有定位设备300。可选地，定位设备300的数量与标定位置的数量相同，且定位设备300放置在对应的标定位置上。可选地，定位设备300为一个，可移动放置在各标定位置上，例如，在标定完当前标定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标后，移动至下一标定位置，或者，在规定的时间范围内放置在指定的标定位置上，从而完成对各个标定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标的标定。
进一步地，所述获取每个标定位置与至少四个特定位置中的任意三个特定位置之间的第二距离信息，可包括：获取所述定位设备300在当前标定位置上获得的其与所述任意三个特定位置之间的第二距离信息。其中，定位设备300测距的方式可为多种，例如，在其中一实施例中，定位设备300可通过感应的方式测距，从而获得其在当前标定位置与所述任意三个特定位置之间的第二距离信息。在另一实施例中，定位设备300可通过直接测量的方式测距，从而获得其在当前标定位置与所述任意三个特定位置之间的第二距离信息。本发明对定位设备300测距的方式不作限定。
另外，每个特定位置上设有基站200。本实施例中，基站200的数量与特定位置的数量相同，基站200放置在对应的特定位置上，从而可通过多个基站200对当前区域进行定位。所述获取当前区域中至少四个特定位置中每两个特定位置之间的第一距离信息，可包括：接收各基站200发送的其获取的与其他基站200之间的第一距离信息。相应地，基站200测距的方式可为多种，例如，在其中一实施例中，基站200可通过感应的方式测距，从而获得其与其他基站200之间的第一距离信息。在另一实施例中，基站200可采用直接测量的方式测距，从而获得其与其他基站200之间的第一距离信息。
例如，在一具体实施例中，结合图1和图3，标定位置包括第一标定位置21和第二标定位置22，特定位置包括第一特定位置10、第二特定位置11、第三特定位置13和第四特定位置14，其中第一特定位置10、第二特定位置11、第三特定位置13和第四特定位置14在当前区域的高度相同。
设定第一特定位置10为原点，以第一特定位置10和第二特定位置11形成的向量作为x轴，建立右手笛卡尔直角坐标系，该直角坐标系即为相对坐标系xyz。
其中，第一特定位置10、第二特定位置11、第三特定位置13和第四特定位置14在相对坐标系xyz下的相对坐标分别为(x10、y10、z10)、(x11、y11、z11)、(x12、y12、z12)和(x13、y13、z13)，其中，x10＝y10＝z10＝y11＝z11＝z12＝z13＝0。第一特定位置10与第二特定位置11、第三特定位置13、第四特定位置14之间的第一距离信息分别为d10-11、d10-12、d10-13，第二特定位置11与第三特定位置13、第四特定位置14之间的第一距离信息分别为d11-12、d11-13，第三特定位置13与第四特定位置14之间的第一距离信息为d12-13，x11＝d10-11，则可根据下式计算第一特定位置10、第二特定位置11、第三特定位置13和第四特定位置14在相对坐标系xyz下的相对坐标：
根据公式(1)即可计算出第二特定位置11、第三特定位置13和第四特定位置14在相对坐标系xyz下的相对坐标。
第一标定位置21与第二特定位置11、第三特定位置13、第四特定位置14之间的第二距离信息分别为d21-11、d21-12、d21-13，第二标定位置22与第二特定位置11、第三特定位置13、第四特定位置14之间的距离分别为d22-11、d22-12、d22-13。假设第一标定位置21在相对坐标系xyz下的相对坐标为(x21、y21、z21)、第二标定位置22在相对坐标系xyz下的相对坐标为(x22、y22、z22)，则通过三边定位原理计算第一标定位置21和第二标定位置22在相对坐标系xyz下的相对坐标的计算公式分别如下：
根据公式(2)即可计算出第一标定位置21在相对坐标系xyz下的相对坐标，根据公式(3)即可计算出第二标定位置22在相对坐标系xyz下的相对坐标。
标定位置在固定坐标系XYZ下的绝对坐标的获取方式也包括多种，例如，在其中一实施例中，所述获取当前区域中至少两个标定位置在预设的固定坐标系XYZ下的绝对坐标，可包括：获取测得的当前标定位置上的定位设备300在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标。例如，可通过定位设备300直接测得当前标定位置在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标。可选地，所述固定坐标系为世界坐标系，所述定位设备300可基于GPS、wifi(WIreless-Fidelity，无线网)等定位方式测量当前标定位置在世界坐标系下的绝对坐标。
在另一实施例中，也可选择当前区域中已知固定坐标系XYZ下的绝对坐标的位置作为标的位置，所述获取当前区域中至少两个标定位置在预设的固定坐标系XYZ下的绝对坐标之前，包括：接收用户指令，所述用户指令携带每个标定位置在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标。选择当前区域中已知绝对坐标的位置为标定位置，用户直接输入对应位置在固定坐标系XYZ下的绝对坐标即可获得标定位置的绝对坐标，从而可通过标定位置的相对坐标和绝对坐标来计算相对坐标系xyz和固定坐标系XYZ之间的变换参数，从而使得定位系统中基站200的位置的选取更加灵活，基站200的设定位置无需受场地环境条件的约束。
进一步地，在实际应用场景中，所述计算所述相对坐标系xyz和所述固定坐标系XYZ之间的变换参数之后，还可包括：获取当前位置在所述相对坐标系xyz下的相对坐标，根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标。其中，当前位置为待检测目标(例如比赛机器人)的实时位置。在获得相对坐标系xyz和固定坐标系XYZ之间的变换参数后，根据当前位置在相对坐标系xyz下的相对坐标，即可方便快捷地获取当前位置在固定坐标系XYZ下的绝对坐标，从而使用统一的固定坐标系XYZ实现对当前区域的定位，定位系统的搭建简单、快捷。
具体而言，所述根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标，可包括：首先，根据所述变换参数和至少四个所述特定位置的相对坐标，计算各个特定位置在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标。接着，根据当前位置的相对坐标、任一特定位置的绝对坐标，计算所述当前位置在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标。从而将待检测目标在固定坐标系XYZ下的绝对坐标，方便用户识别。
当前位置在相对坐标系xyz下的相对坐标可通过三边定位原理或者其他方式计算获得。在其中一实施例中，当前位置在相对坐标系xyz下的相对坐标是通过三边定位原理计算获得的，所述获取当前位置在所述相对坐标系xyz下的相对坐标，可包括：获取当前位置与至少四个所述特定位置中的任意三个特定位置之间的第三距离信息，根据所述第三距离信息及所述任意三个特定位置的相对坐标，计算所述当前位置在相对坐标系xyz下的相对坐标。其中，采用三边定位原理计算获得当前位置在相对坐标系xyz下的相对坐标的过程与采用三边定位原理计算获得第一标定位置21、第二标定位置22在相对坐标系xyz下的相对坐标的过程相同，在此不作赘述。本实施例中，可在待检测目标上设置定位设备300，从而通过定位设备300实时检测待检测目标的当前位置与任意三个特定位置之间的第三距离信息。
在另一实施例中，所述获取当前位置在所述相对坐标系xyz下的相对坐标，可包括：获取当前位置在所述相对坐标系xyz各个坐标轴上相对任一特定位置的第四距离信息，根据所述第四距离信息以及所述任一特定位置的相对坐标，计算所述当前位置在相对坐标系xyz下的相对坐标。可通过直接测量等方式来获得当前位置在相对坐标系xyz各个轴(x轴、y轴和z轴)上相对其中一特定位置的第四距离信息。由于特定位置在相对坐标系xyz下的相对坐标已根据公式(1)计算获得，再结合第四距离信息，即可获得当前位置在相对坐标系xyz下的相对坐标。
另外，所述根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系XYZ下的绝对坐标之后，还可包括：发送所述当前位置的绝对坐标至显示设备，可通过显示设备及时显示当前位置的绝对坐标，从而使得用户较为直观地获取当前位置的位置信息。其中，显示设备可为安装有APP(应用软件)的手机、平板电脑等智能设备。
需要说明的是，本发明的定位系统的搭建方法的执行主体可为至少四个基站200中的任一个，也可为定位设备300，还可为独立设置的控制设备，例如服务器。
所述定位系统可为uwb定位系统(Ultra Wideband，一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据)、蓝牙定位系统或者wifi定位系统等室内定位系统。
对应于实施例一的定位系统的搭建方法，实施例二提供一种定位系统。
实施例二
本发明实施例还提供一种定位系统，所述定位系统可包括一个或多个处理器，单独地或共同地工作，所述处理器用于执行上述实施例一的定位系统的搭建方法。
可参见实施例对实施例二进行解释，在此不再赘述。
实施例三将对所述定位系统的结构具体阐述。
实施例三
参见图1，本发明实施例还提供一种定位系统，该定位系统可包括基站200及可移动设置的定位设备300。其中，所述基站200包括至少四个，至少四个所述基站200中任意三个基站200的位置不共线。
每个基站200能够获取其与其他基站200之间的第一距离信息。基站200测距的方式可为多种，例如，在其中一实施例中，基站200可通过感应的方式测距，从而获得其与其他基站200之间的第一距离信息。在另一实施例中，基站200可采用直接测量的方式测距，从而获得其与其他基站200之间的第一距离信息。
所述定位设备300被设置在至少两个标定位置，能够获取各标定位置与其中任意三个基站200之间的第二距离信息。其中，定位设备300测距的方式可为多种，例如，在其中一实施例中，定位设备300可通过感应的方式测距，从而获得其在当前标定位置与所述任意三个特定位置之间的第二距离信息。在另一实施例中，定位设备300可通过直接测量的方式测距，从而获得其在当前标定位置与所述任意三个特定位置之间的第二距离信息。本发明对定位设备300测距的方式不作限定。
在布设好基站200和定位设备300后，可通过不同设备实现定位系统的搭建，例如，在其中一实施例中，所述基站200建立相对坐标系xyz，并根据各基站200之间的第一距离信息、各标定位置与任意三个基站200之间的第二距离信息以及各标定位置在预设的固定坐标系XYZ下的绝对坐标，计算所述相对坐标系xyz和所述固定坐标系之间的变换参数。
在另一实施例中，基站200和定位设备300与服务器通信连接，所述服务器建立相对坐标系xyz，并根据各基站200之间的第一距离信息、各标定位置与任意三个基站200之间的第二距离信息以及各标定位置在预设的固定坐标系XYZ下的绝对坐标，计算所述相对坐标系xyz和所述固定坐标系之间的变换参数。
当然，也可通过定位设备300完成对定位系统的搭建，定位设备300建立相对坐标系xyz，并根据各基站200之间的第一距离信息、各标定位置与任意三个基站200之间的第二距离信息以及各标定位置在预设的固定坐标系XYZ下的绝对坐标，计算所述相对坐标系xyz和所述固定坐标系之间的变换参数。
其中，计算所述相对坐标系xyz和所述固定坐标系之间的变换参数。可参见上述实施例一的定位系统的搭建方法，在此不再赘述。
本发明实施例中，通过测量多个易于测量的标定位置的绝对坐标，替代现有的直接测量基站200的绝对坐标，不仅简化了定位系统的架设流程，从而缩短定位系统的架设时间，提高效率，还扩展了定位系统的使用场景，能够在较为复杂的环境下进行定位系统的搭建。通过获取标定位置的相对坐标和绝对坐标来计算相对坐标系xyz和固定坐标系XYZ之间的变换参数，从而使得定位系统中基站200的位置的选取更加灵活，基站200的设定位置无需受场地环境条件的约束。
本实施例中，所述变换参数包括：所述相对坐标系xyz转换至所述固定坐标系XYZ的旋转矩阵和平移向量，从而统一当前区域的定位标准，便于用户识别。
在一实施例中，至少四个所述基站200位于同一水平高度，进一步简化定位系统的架设流程，从而加快定位系统的搭建。
基站200的数量可根据实际情况进行选择，例如，可根据当前区域(即待定位的区域)的形状和尺寸来选择，从而更好更全面地覆盖当前区域。例如，在其中一实施例中，当前区域为四边形，基站200可选择为四个，四个基站200分别设置在当前区域的四个边上，实现对当前区域的全面覆盖。四个基站200中任意三个基站不共线，从而可通过三角形计算各基站在相对坐标系下的相对坐标。
在另一实施例中，当前区域为不规则的形状，基站200可选择四个以上，从而更好更全面地覆盖当前区域。
结合图4、图5和图6，所述基站200可包括第一处理器201以及第一指示灯202。其中，所述第一指示灯202与所述第一处理器201电连接，从而可通过第一处理器201控制第一指示灯202的显示状态。所述第一指示灯202用于指示所述基站200的ID状态。基站200的ID状态可包括基站200ID获取失败以及当前基站200的ID(身份标识号)。本实施例中，可通过第一指示灯202的发光颜色来区分基站200的ID状态，还可通过第一指示灯202的发光时长来区分基站200的ID状态，也可以通过第一指示灯202的闪烁状态来区分基站200的ID状态，或者，通过第一指示灯202的发光颜色、发光时长和闪烁状态中的至少两者的结合来区分基站200的ID状态。当然，也可以通过其他方式来区分基站200的ID状态。
所述基站200还可包括第二指示灯203。所述第二指示灯203与所述第一处理器201电连接，从而可通过第一处理器201可控制第二指示灯203的显示状态。所述第二指示灯203用于指示所述基站200的工作状态。基站200的工作状态可包括自检失败、定位失败、基站200与定位设备300通信失败和基站200与定位设备300通信成功等。本实施例中，可通过第二指示灯203的发光颜色来区分基站200的工作状态，还可通过第二指示灯203的发光时长来区分基站200的工作状态，也可以通过第二指示灯203的闪烁状态来区分基站200的工作状态，或者，通过第二指示灯203的发光颜色、发光时长和闪烁状态中的至少两者的结合来区分基站200的工作状态。当然，也可以通过其他方式来区分基站200的工作状态。
表1是第一指示灯202和第二指示灯203的显示状态与基站200的ID状态、工作状态关系表。
表1
需要说明的是，表1中，第一处理器201检测到其它基站200的数量少于预设数量(例如3个)，则控制第二指示灯203红灯常亮，表明当前记载无法与所需数量的基站200进行定位。
若基站200自检失败，则可通过重启基站200的方式来克服。若多次重启基站200仍然不能解决基站200自检失败的问题，则当前基站200可能损坏，需要及时更换。
进一步地，所述基站200还可包括第一通讯接口。所述第一通讯接口与所述第一处理器201电连接，从而可通过第一通讯接口与外部设备(例如外部电源、服务器等)通信连接，实现对基站200的供电和数据互传等。可选地，所述第一通讯接口用于连接外部电源，从而实现对基站200的供电。可选地，所述第一通讯接口用于连接服务器，从而实现基站200与服务器之间的通信连接，实现数据的互传。例如，基站200可通过第一通讯接口获取升级信息，实现对基站200的固件升级操作，也可以通过服务器发送参数至基站200，完成参数的设置，基站200还可以将实时检测的数据发送至服务器，以便于后台的进一步分析与处理。所述第一通讯接口为第一USB接口204或者其他类型的通讯接口，本发明对此不作限定。
所述定位系统还可包括固定件，所述基站200通过所述固定件安装至固定设备上，从而实现对基站200的固定，防止基站200晃动造成的定位不准确。可选地，所述固定件为固定夹。当然，所述固定件还可选择为螺丝等紧固件。
结合图7和图8，所述定位设备300可包括第二处理器301以及与第三指示灯302。其中，所述第三指示灯302所述第二处理器301电连接，从而可通过第二处理器301控制第三指示灯302的显示状态。所述第三指示灯302用于指示所述定位设备300的ID状态。定位设备300的ID状态可包括定位设备300ID获取失败以及当前定位设备300的ID。本实施例中，可通过第三指示灯302的发光颜色来区分定位设备300的ID状态，还可通过第三指示灯302的发光时长来区分定位设备300的ID状态，也可以通过第三指示灯302的闪烁状态来区分定位设备300的ID状态，或者，通过第三指示灯302的发光颜色、发光时长和闪烁状态中的至少两者的结合来区分定位设备300的ID状态。当然，也可以通过其他方式来区分定位设备300的ID状态。
所述定位设备300还可包括第四指示灯303。所述第四指示灯303与所述第二处理器301电连接，从而可通过第二处理器301控制所述第四指示灯303的显示状态。所述第四指示灯303用于指示所述定位设备300的工作状态。定位设备300的工作状态可包括自检失败、定位失败、定位误差过大和定位正常等。本实施例中，可通过第四指示灯303的发光颜色来区分定位设备300的工作状态，还可通过第四指示灯303的发光时长来区分定位设备300的工作状态，也可以通过第四指示灯303的闪烁状态来区分定位设备300的工作状态，或者，通过第四指示灯303的发光颜色、发光时长和闪烁状态中的至少两者的结合来区分定位设备300的工作状态。当然，也可以通过其他方式来区分定位设备300的工作状态。
表2是第三指示灯302和第四指示灯303的显示状态与定位设备300的ID状态、工作状态关系表。
表2
需要说明的是，表2中，当第二处理器301检测到的基站200数量小于预设数据(例如预设数据等于3)时，则控制第四指示灯303为红灯闪烁，表明定位数据错误或者不存在定位数据。当第二处理器301检测到的基站200数量等于预设数据，则控制第四指示灯303为红灯常亮，表明定位数据误差较大。当第二处理器301检测到的基站200的数量大于预设数据，则控制第四指示灯303为红绿灯交替闪烁，表明定位数据正常。
另外，若定位设备300自检失败，则可通过重启定位设备300的方式来克服。若多次重启定位设备300仍然不能解决定位设备300自检失败的问题，则当前定位设备300可能损坏，需要及时更换。
所述定位设备300还可包括与所述第二处理器301电连接的第二通讯接口，从而可通过第二通讯接口与外部设备(例如外部电源、服务器、基站200等)，实现对定位设备300的供电和数据互传等。
可选地，所述第二通讯接口可包括总线接口304，所述总线接口304与所述第二处理器301电连接，且所述总线接口304用于连接外部电源、服务器或基站200，从而实现对定位设备300的供电，或者实现定位设备300与服务器之间的数据互传，以升级定位设备300或进行参数设置，或者实现定位设备300与基站200之间的数据传输。其中，所述总线接口304可选择为CAN总线接口304(Controller Area Network，控制器局域网络)或者其他类型的总线接口304。
可选地，所述第二通讯接口可包括第二USB接口305，所述第二USB接口305与所述第二处理器301电连接。所述第二USB接口305用于连接外部电源或者服务器，从而实现对定位设备300的供电或者定位设备300与服务器之间的数据互传，以进行定位设备300的升级或参数设置。当然，所述第二通讯接口还可为其他类型的通讯接口，本发明对此不作限定。
实施例四
本发明的实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有程序指令，该计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序执行上述实施例一的定位系统的方法。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施例的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施例中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施例中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (40)

1.一种定位系统的搭建方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标及其在预设的固定坐标系下的绝对坐标，其中至少两个所述标定位置间隔设置；
基于至少两个所述标定位置的相对坐标及绝对坐标，计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标之前，还包括：
获取当前区域中至少四个特定位置中每两个特定位置之间的第一距离信息，其中至少四个所述特定位置中任意三个不共线，每个标定位置与每个特定位置间隔设置；
根据至少四个所述特定位置，建立相对坐标系；
根据所述第一距离信息和所述相对坐标系，计算至少四个所述特定位置在所述相对坐标系下的相对坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标，包括：
获取每个标定位置与至少四个所述特定位置中的任意三个特定位置之间的第二距离信息；
根据所述第二距离信息及所述任意三个特定位置的相对坐标，计算每个标定位置在所述相对坐标系下的相对坐标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述标定位置上设有定位设备；
获取每个标定位置与至少四个特定位置中的任意三个特定位置之间的第二距离信息，包括：
获取所述定位设备在当前标定位置上获得的其与所述任意三个特定位置之间的第二距离信息。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个特定位置上设有基站；
所述获取当前区域中至少四个特定位置中每两个特定位置之间的第一距离信息，包括：
接收各基站发送的其获取的与其他基站之间的第一距离信息。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据至少四个所述特定位置，建立相对坐标系，包括：
设定其中一个特定位置为原点，并设定作为原点的特定位置与另一特定位置形成的向量作为其中一坐标轴，建立相对坐标系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述相对坐标系为三维直角坐标系。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取当前区域中至少两个标定位置在预设的固定坐标系下的绝对坐标，包括：
获取测得的当前标定位置上的定位设备在所述固定坐标系下的绝对坐标；
或者，
所述获取当前区域中至少两个标定位置在预设的固定坐标系下的绝对坐标之前，包括：
接收用户指令，所述用户指令携带每个标定位置在所述固定坐标系下的绝对坐标。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数之后，还包括：
获取当前位置在所述相对坐标系下的相对坐标；
根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标，包括：
根据所述变换参数和至少四个所述特定位置的相对坐标，计算各个特定位置在所述固定坐标系下的绝对坐标；
根据当前位置的相对坐标、任一特定位置的绝对坐标，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取当前位置在所述相对坐标系下的相对坐标，包括：
获取当前位置与至少四个所述特定位置中的任意三个特定位置之间的第三距离信息；
根据所述第三距离信息及所述任意三个特定位置的相对坐标，计算所述当前位置在相对坐标系下的相对坐标。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取当前位置在所述相对坐标系下的相对坐标，包括：
获取当前位置在所述相对坐标系各个坐标轴上相对任一特定位置的第四距离信息；
根据所述第四距离信息以及所述任一特定位置的相对坐标，计算所述当前位置在相对坐标系下的相对坐标。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标之后，还包括：
发送所述当前位置的绝对坐标至显示设备。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变换参数包括：所述相对坐标系转换至所述固定坐标系的旋转矩阵和平移向量。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至14任一项所述的定位系统的搭建方法的步骤。
16.一种定位系统，其特征在于，包括一个或多个处理器，单独地或共同地工作，所述处理器被配置为：
获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标及其在预设的固定坐标系下的绝对坐标，其中至少两个所述标定位置间隔设置；
基于至少两个所述标定位置的相对坐标及绝对坐标，计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数。
17.根据权利要求16所述的定位系统，其特征在于，所述获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标之前，还包括：
获取当前区域中至少四个特定位置中每两个特定位置之间的第一距离信息，其中至少四个所述特定位置中任意三个不共线，每个标定位置与每个特定位置间隔设置；
根据至少四个所述特定位置，建立相对坐标系；
根据所述第一距离信息和所述相对坐标系，计算至少四个所述特定位置在所述相对坐标系下的相对坐标。
18.根据权利要求17所述的定位系统，其特征在于，所述获取当前区域中至少两个标定位置在相对坐标系下的相对坐标，包括：
获取每个标定位置与至少四个所述特定位置中的任意三个特定位置之间的第二距离信息；
根据所述第二距离信息及所述任意三个特定位置的相对坐标，计算每个标定位置在所述相对坐标系下的相对坐标。
19.根据权利要求18所述的定位系统，其特征在于，所述标定位置上设有定位设备；
获取每个标定位置与至少四个特定位置中的任意三个特定位置之间的第二距离信息，包括：
获取所述定位设备在当前标定位置上获得的其与所述任意三个特定位置之间的第二距离信息。
20.根据权利要求17所述的定位系统，其特征在于，每个特定位置上设有基站；
所述获取当前区域中至少四个特定位置中每两个特定位置之间的第一距离信息，包括：
接收各基站发送的其获取的与其他基站之间的第一距离信息。
21.根据权利要求17所述的定位系统，其特征在于，所述根据至少四个所述特定位置，建立相对坐标系，包括：
设定其中一个特定位置为原点，并设定作为原点的特定位置与另一特定位置形成的向量作为其中一坐标轴，建立相对坐标系。
22.根据权利要求21所述的定位系统，其特征在于，所述相对坐标系为三维直角坐标系。
23.根据权利要求18所述的定位系统，其特征在于，所述获取当前区域中至少两个标定位置在预设的固定坐标系下的绝对坐标，包括：
获取测得的当前标定位置上的定位设备在所述固定坐标系下的绝对坐标；
或者，
所述获取当前区域中至少两个标定位置在预设的固定坐标系下的绝对坐标之前，包括：
接收用户指令，所述用户指令携带每个标定位置在所述固定坐标系下的绝对坐标。
24.根据权利要求17所述的定位系统，其特征在于，所述计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数之后，还包括：
获取当前位置在所述相对坐标系下的相对坐标；
根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标。
25.根据权利要求24所述的定位系统，其特征在于，所述根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标，包括：
根据所述变换参数和至少四个所述特定位置的相对坐标，计算各个特定位置在所述固定坐标系下的绝对坐标；
根据当前位置的相对坐标、任一特定位置的绝对坐标，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标。
26.根据权利要求24所述的定位系统，其特征在于，所述获取当前位置在所述相对坐标系下的相对坐标，包括：
获取当前位置与至少四个所述特定位置中的任意三个特定位置之间的第三距离信息；
根据所述第三距离信息及所述任意三个特定位置的相对坐标，计算所述当前位置在相对坐标系下的相对坐标。
27.根据权利要求24所述的定位系统，其特征在于，所述获取当前位置在所述相对坐标系下的相对坐标，包括：
获取当前位置在所述相对坐标系各个坐标轴上相对任一特定位置的第四距离信息；
根据所述第四距离信息以及所述任一特定位置的相对坐标，计算所述当前位置在相对坐标系下的相对坐标。
28.根据权利要求24所述的定位系统，其特征在于，所述根据当前位置的相对坐标以及所述变换参数，计算所述当前位置在所述固定坐标系下的绝对坐标之后，还包括：
发送所述当前位置的绝对坐标至显示设备。
29.根据权利要求16所述的定位系统，其特征在于，所述变换参数包括：所述相对坐标系转换至所述固定坐标系的旋转矩阵和平移向量。
30.一种定位系统，其特征在于，包括基站及可移动设置的定位设备，所述基站至少四个，至少四个所述基站中任意三个基站的位置不共线；
每个基站能够获取其与其他基站之间的第一距离信息；
所述定位设备被设置在至少两个标定位置，能够获取各标定位置与其中任意三个基站之间的第二距离信息；
所述基站建立相对坐标系，并根据各基站之间的第一距离信息、各标定位置与任意三个基站之间的第二距离信息以及各标定位置在预设的固定坐标系下的绝对坐标，计算所述相对坐标系和所述固定坐标系之间的变换参数。
31.根据权利要求30所述的定位系统，其特征在于，至少四个所述基站位于同一水平高度。
32.根据权利要求30所述的定位系统，其特征在于，所述基站包括第一处理器以及与所述第一处理器电连接的第一指示灯，所述第一指示灯用于指示所述基站的ID状态。
33.根据权利要求32所述的定位系统，其特征在于，所述基站还包括与所述第一处理器电连接的第二指示灯，所述第二指示灯用于指示所述基站的工作状态。
34.根据权利要求32或33所述的定位系统，其特征在于，所述基站还包括与所述第一处理器电连接的第一USB接口，所述第一USB接口用于连接外部电源或者服务器。
35.根据权利要求30所述的定位系统，其特征在于，还包括固定件，所述基站通过所述固定件安装至固定设备上。
36.根据权利要求30所述的定位系统，其特征在于，所述定位设备包括第二处理器以及与所述第二处理器电连接的第三指示灯，所述第三指示灯用于指示所述定位设备的ID状态。
37.根据权利要求36所述的定位系统，其特征在于，所述定位设备还包括与所述第二处理器电连接的第四指示灯，所述第四指示灯用于指示所述定位设备的工作状态。
38.根据权利要求36或37所述的定位系统，其特征在于，所述定位设备还包括与所述第二处理器电连接的总线接口，所述总线接口用于连接外部电源、服务器或基站。
39.根据权利要求36或37所述的定位系统，其特征在于，所述定位设备还包括与所述第二处理器电连接的第二USB接口，所述第二USB接口用于连接外部电源或者服务器。
40.根据权利要求30所述的定位系统，其特征在于，所述变换参数包括：所述相对坐标系转换至所述固定坐标系的旋转矩阵和平移向量。
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