專(zhuān)利名稱(chēng)：用于對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的方法、設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的方法、 設(shè)備和系統(tǒng)以及一種用于表征空間中的關(guān)注區(qū)域的方法、設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
位置信息是一種可用來(lái)提取用戶(hù)與環(huán)境之間的地理關(guān)系從而進(jìn)一步理解和獲知用戶(hù)行為的基本上下文。方位感知應(yīng)用的重要性和前景已經(jīng)使得設(shè)計(jì)和實(shí)施出了用于提供位置信息的系統(tǒng)。目前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一些高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)(Ha-IPS :High Accuracy Indoor Positioning System),用于在不同應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)精確跟蹤。這些應(yīng)用場(chǎng)合可包括多種環(huán)境，例如辦公室、健康護(hù)理機(jī)構(gòu)、煤礦、地鐵、智能建筑物以及餐館坐坐寸寸ο
目前，這些Ha-IPS通常是基于超聲波或超寬帶無(wú)線電的。它們的共同特征是能夠提供厘米級(jí)別的定位精度。在此類(lèi)Ha-IPS的一些應(yīng)用場(chǎng)合，需要在相關(guān)的環(huán)境中布設(shè)和標(biāo)定一些定位設(shè)備來(lái)監(jiān)視移動(dòng)目標(biāo)在特定關(guān)注區(qū)域(Α0Ι Areas of Interest)中的位置。通常，定位系統(tǒng)，例如Ha-IPS，能夠?qū)@些移動(dòng)目標(biāo)的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤從而提供一些特定的基于位置的服務(wù)。例如，在辦公室環(huán)境中，當(dāng)布設(shè)例如Ha-IPS的定位系統(tǒng)時(shí)，其可以跟蹤終端或雇員的位置。由此，可以設(shè)計(jì)出基于位置的訪問(wèn)規(guī)則，以便定義特定的“安全區(qū)域”。例如，只有在此安全區(qū)域之內(nèi)才允許對(duì)機(jī)密信息的訪問(wèn)，而一旦超出該安全區(qū)域或處于該安全區(qū)域之外，則禁止對(duì)該機(jī)密信息的任何訪問(wèn)。以上所說(shuō)的安全區(qū)域可以是一個(gè)房間、一部分工作區(qū)域，甚至可以是一張桌子。
迄今為止已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種Ha-IPS，用于提供用戶(hù)和環(huán)境之間的地理關(guān)系。在這些 Ha-IPS中，定位以及地理關(guān)系確定過(guò)程可以被歸納為如下三個(gè)階段
I. Ha-IPS設(shè)置階段。該階段一般包括以下步驟
I)對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置進(jìn)行標(biāo)定?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的位置是指信標(biāo)或定位設(shè)備的位置。當(dāng)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的位置時(shí)，必須事先知道基準(zhǔn)點(diǎn)或者定位設(shè)備的位置并將這些位置信息用作定位算法中的計(jì)算基準(zhǔn)。
2)配置基準(zhǔn)空間的尺寸。基準(zhǔn)空間是指目標(biāo)在其中移動(dòng)的空間。基準(zhǔn)空間例如可以是房間、辦公室等等。為了獲知目標(biāo)與環(huán)境之間的地理關(guān)系，必須知道基準(zhǔn)空間的尺寸。
3)表征關(guān)注區(qū)域。關(guān)注區(qū)域是指用戶(hù)出于特定的應(yīng)用需求(例如安全目的)而表征了的地理區(qū)域。關(guān)注區(qū)域位于基準(zhǔn)空間中。例如，在“安全桌面”的應(yīng)用中，該桌面被定義為關(guān)注區(qū)域。只有在此關(guān)注區(qū)域內(nèi)才允許對(duì)機(jī)密信息的訪問(wèn)，而一旦超出該關(guān)注區(qū)域或處于該關(guān)注區(qū)域之外，則禁止對(duì)該機(jī)密信息的任何訪問(wèn)。
在Ha-IPS設(shè)置階段，由于基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)定中的誤差將會(huì)被移植到目標(biāo)定位處理中，因此需要標(biāo)定足夠地精確。此外，由于通常情況下定位設(shè)備一般布設(shè)在屋頂，所以特別希望能夠以較少的人工來(lái)實(shí)現(xiàn)該標(biāo)定過(guò)程。另外，由于測(cè)量實(shí)際環(huán)境通常需要很多人工，因此特別需要一種準(zhǔn)確、快速和自動(dòng)的基準(zhǔn)空間配置方法。
2. Ha-IPS在線定位階段。在該階段中，根據(jù)所標(biāo)定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)以及所測(cè)得的目標(biāo)的距離來(lái)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)時(shí)位置。
3.地理關(guān)系推斷階段。在該階段中，根據(jù)在上面的第二階段所計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)時(shí)位置以及基準(zhǔn)空間和關(guān)注區(qū)域(AOI)的定義來(lái)推斷目標(biāo)與基準(zhǔn)空間以及關(guān)注區(qū)域的關(guān)系。在該過(guò)程中，關(guān)注區(qū)域通常是通過(guò)手動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行表征的，這涉及了很多的測(cè)量和記錄方面的努力。
可以看出，現(xiàn)有Ha-IPS的共同缺陷在于他們的配置、標(biāo)定以及表征等都需要大量的人工努力。因此，現(xiàn)有Ha-IPS的使用并不方便，也不符合用戶(hù)友好的需要。
這樣，本領(lǐng)域特別需要提供一種對(duì)定位設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行配置和標(biāo)定的技術(shù)方案，也特別需要一種自動(dòng)對(duì)空間的關(guān)注區(qū)域進(jìn)行表征技術(shù)方案。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種自動(dòng)對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行配置和標(biāo)定的技術(shù)方案。
本發(fā)明的另一目的是提供一種自動(dòng)表征空間中的關(guān)注區(qū)域的技術(shù)方案。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽，放置在空間中作為空間特征點(diǎn)的位置點(diǎn)處；位于空間中的定位設(shè)備，被配置為根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽的測(cè)距信號(hào)獲取空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備的相對(duì)坐標(biāo)；以及服務(wù)器，被配置為根據(jù)相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定定位設(shè)備在空間中的位置參數(shù)，從而標(biāo)定定位設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽，放置于空間中的位置點(diǎn)處；已標(biāo)定的第一定位設(shè)備，被配置為根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽的測(cè)距信號(hào)獲取位置點(diǎn)在空間中的絕對(duì)坐標(biāo)；第二定位設(shè)備，被配置為根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽的測(cè)距信號(hào)獲取位置點(diǎn)相對(duì)于第二定位設(shè)備的相對(duì)坐標(biāo)；以及服務(wù)器，被配置為根據(jù)絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定第二定位設(shè)備在空間中的位置參數(shù)，從而標(biāo)定第二定位設(shè)備，其中位置點(diǎn)處于第一定位設(shè)備和第二定位設(shè)備的重疊覆蓋區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽，放置在能夠表征空間中的關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)處；空間中的定位設(shè)備，被配置為根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽的測(cè)距信號(hào)獲取關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)；以及服務(wù)器，被配置為根據(jù)關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)來(lái)表征關(guān)注區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，提供一種用于對(duì)空間中的定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的方法，其中， 該空間中的位置點(diǎn)被選擇作為空間特征點(diǎn)。該方法可以包括接收空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備的相對(duì)坐標(biāo)；以及根據(jù)相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定定位設(shè)備在空間中的位置參數(shù)，從而標(biāo)定定位設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，提供一種用于對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的方法。該方法可以包括接收位置點(diǎn)在空間中的絕對(duì)坐標(biāo)以及位置點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備的相對(duì)坐標(biāo)；以及根據(jù)絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定定位設(shè)備在所述空間中的位置參數(shù)，從而標(biāo)定定位設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，提供一種用于表征空間中的關(guān)注區(qū)域的方法。該方法可以包括接收能夠表征關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)，其中所述位置參數(shù)是利用布置在空間中的定位設(shè)備獲得的；以及根據(jù)位置參數(shù)，來(lái)表征所述關(guān)注區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明第七方面，提供一種用于對(duì)布置在空間中的定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的設(shè)備，其中，該空間中的位置點(diǎn)被選擇作為空間特征點(diǎn)。該設(shè)備可以包括接收裝置，用于接收空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備自身的相對(duì)坐標(biāo)；以及確定裝置，用于根據(jù)相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定定位設(shè)備在空間中的位置參數(shù)從而標(biāo)定定位設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明第八方面，提供一種用于對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的設(shè)備。該設(shè)備可以包括接收裝置，用于接收位置點(diǎn)在空間中的絕對(duì)坐標(biāo)以及位置點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備的相對(duì)坐標(biāo)；以及確定裝置，用于根據(jù)絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定定位設(shè)備在空間中的位置參數(shù)，從而標(biāo)定定位設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明第九方面，提供一種用于表征空間中的關(guān)注區(qū)域的設(shè)備。該設(shè)備可以包括接收裝置，用于接收能夠表征所述關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)，其中所述位置參數(shù)是利用布置在空間中的定位設(shè)備獲得的；以及表征裝置，用于根據(jù)位置參數(shù)來(lái)表征所述關(guān)注區(qū)域。
本發(fā)明的實(shí)施方式提供的有益效果在于在對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定和設(shè)置的過(guò)程中，減少甚至無(wú)需 對(duì)各種位置參數(shù)以及尺寸進(jìn)行人工測(cè)量，從而省卻了大量的人力成本，提高了工作效率，并改善了定位精度。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)表征空間中的關(guān)注區(qū)域。


通過(guò)以下結(jié)合附圖的說(shuō)明，并且隨著對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的更全面了解，本發(fā)明的其他目的和效果將變得更加清楚和易于理解，其中
圖I示出了以一個(gè)房間為例的實(shí)施本發(fā)明的空間的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的定位設(shè)備的示意圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)的框圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基準(zhǔn)空間的三維示意圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基準(zhǔn)空間的簡(jiǎn)化二維圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的設(shè)備的框圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的的系統(tǒng)的框圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于根據(jù)已標(biāo)定的定位設(shè)備來(lái)標(biāo)定另一定位設(shè)備的方法的空間示意圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的設(shè)備的框圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的的系統(tǒng)的框圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于表征多邊形關(guān)注區(qū)域的方法的示意圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于表征圓形關(guān)注區(qū)域的方法的示意圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于表征橢圓形關(guān)注區(qū)域的方法的示意圖；CN 102937707 A書(shū)明說(shuō)4/16 頁(yè)
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的表征兩個(gè)半徑不同的圓形組合的方法的不意圖15a和圖15b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的進(jìn)行分組的過(guò)程的示意圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的將非規(guī)則形狀的特征區(qū)域擬合為四邊形的一個(gè)示例；
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的設(shè)備的框圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的的方法的流程圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的方法的流程圖；以及
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
首先，結(jié)合圖I和2，對(duì)在本發(fā)明實(shí)施方式中所使用的各種術(shù)語(yǔ)作以簡(jiǎn)要說(shuō)明。
I.空間。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的空間是指目標(biāo)在其中移動(dòng)的空間。例如房間、辦公室、會(huì)議室等等。圖 I示出了以房間為例子的一個(gè)基準(zhǔn)空間10的示意圖。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明實(shí)施方式并不局限于圖I所示的四邊形的房間，而可以是任何的形狀。通常為了知道目標(biāo)在空間中的位置，必須知道空間的尺寸。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于確定空間的尺寸的技術(shù)方案，這將在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述。
2.空間特征點(diǎn)。空間特征點(diǎn)是用于確定空間的位置點(diǎn)。例如，在如圖I所示的以房間為例子的空間10中，空間特征點(diǎn)可以是房間角落位置點(diǎn)11、12和13。原則上，可以選擇該空間內(nèi)的任何點(diǎn)作為空間特征點(diǎn)，只要能確定該空間即可。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)房間是其他多邊形，例如六邊形時(shí)，可以采用多邊形的頂點(diǎn)為特征點(diǎn)。如果房間為其他不規(guī)則形狀時(shí)，則可以使用房間周邊上的至少三個(gè)點(diǎn)來(lái)擬合出一個(gè)多邊形，從而可以像對(duì)待多邊形房間一樣對(duì)待其他形狀的房間。
3.定位設(shè)備(POD Positioning on One Device)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的定位設(shè)備是用于確定空間中的位置點(diǎn)的坐標(biāo)的設(shè)備。圖2所示為本發(fā)明的實(shí)施方式采用的定位設(shè)備的一個(gè)例子。如圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施方式所采用的定位設(shè)備是一種具有多個(gè)葉節(jié)點(diǎn)的傳感器陣列。葉點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少是兩個(gè)，也就是說(shuō)定位設(shè)備包括至少兩個(gè)葉節(jié)點(diǎn)傳感器和一個(gè)處于中間的傳感器。通常葉節(jié)點(diǎn)越多，則定位精度也越高。在圖2中示出的定位設(shè)備具有6個(gè)葉節(jié)點(diǎn)。在具體應(yīng)用中，如圖I所示，定位設(shè)備14通常被布置在空間10的頂部，其能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)到空間10中的目標(biāo)位置點(diǎn)，或者接收來(lái)自空間10中的目標(biāo)位置點(diǎn)的測(cè)距信號(hào)。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，僅使用定位設(shè)備的接收功能。定位設(shè)備本身可以具有計(jì)算功能，用于根據(jù)接收到的測(cè)距信號(hào)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。或者，定位設(shè)備可以通過(guò)有線或無(wú)線方式連接到遠(yuǎn)程的服務(wù)器或?qū)Ｓ糜?jì)算設(shè)備，從而在遠(yuǎn)程服務(wù)器或者專(zhuān)用計(jì)算設(shè)備處執(zhí)行基于測(cè)距信號(hào)的相關(guān)計(jì)算。通?？梢曰诙ㄎ辉O(shè)備從目標(biāo)位置點(diǎn)接收的測(cè)距信號(hào)，利用傳統(tǒng)的三角定位或者坐標(biāo)變換方法來(lái)得到目標(biāo)位置點(diǎn)在空間的坐標(biāo)。定位設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)和功能是本領(lǐng)域已知的，在此不作贅述。
4.絕對(duì)坐標(biāo)系。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，將以空間中的一個(gè)位置點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系稱(chēng)為絕對(duì)坐標(biāo)系?？梢詫⒖臻g的任何一個(gè)特征點(diǎn)作為絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)。例如，7在圖I所示的空間10中，以特征點(diǎn)11作為絕對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，選擇其中一個(gè)特征點(diǎn)作為原點(diǎn)只是方便計(jì)算，而不是必須的。如果將其他位置點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，則通過(guò)簡(jiǎn)單的平移就可以得到以上描述的絕對(duì)坐標(biāo)系。這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是很熟悉的，因此這里將不再詳述。
5.相對(duì)坐標(biāo)系。在本發(fā)明的實(shí)施方式，將以定位設(shè)備自身為原點(diǎn)的坐標(biāo)系稱(chēng)為相對(duì)坐標(biāo)系。該相對(duì)坐標(biāo)的原點(diǎn)即為該定位設(shè)備的中心點(diǎn)，X軸方向?yàn)樵摱ㄎ辉O(shè)備的第一個(gè)傳感器(未示出)。這里所稱(chēng)的“第一個(gè)傳感器”可以在對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行制造初始配置的時(shí)候進(jìn)行規(guī)定。當(dāng)X軸被規(guī)定時(shí)，與該X軸處垂直并處于該定位設(shè)備平面內(nèi)的方向并定義為 Y軸。
當(dāng)對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，則相對(duì)坐標(biāo)系與絕對(duì)坐標(biāo)系之間可能存在一定的夾角 Θ，在本發(fā)明中將該夾角稱(chēng)為定位設(shè)備的在絕對(duì)坐標(biāo)系中的設(shè)置角度，如圖I所示的POD角度18。這樣，定位設(shè)備在空間的位置(如圖I所示的POD位置17)的位置參數(shù)包括定位設(shè)備在絕對(duì)坐標(biāo)系下的絕對(duì)坐標(biāo)以及設(shè)置角度Θ。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種對(duì)空間中的定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定(即確定定位設(shè)備的位置參數(shù))的技術(shù)方案，這將在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述。
6.標(biāo)簽。在本發(fā)明實(shí)施方式中的標(biāo)簽是指能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽，例如射頻標(biāo)簽。在本發(fā)明的實(shí)施方式，可以將標(biāo)簽放置在空間中的位置點(diǎn)處，以便通過(guò)定位設(shè)備接收標(biāo)簽發(fā)出的測(cè)距信號(hào)來(lái)得到位置點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)或者絕對(duì)坐標(biāo)。測(cè)距信號(hào)的形式可以是多種， 可以包括但不限于超聲波、紅外線、激光、射頻信號(hào)、超寬帶脈沖信號(hào)、多普勒信號(hào)以及聲波等等。另外，通過(guò)定位設(shè)備和標(biāo)簽來(lái)確定位置點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)或者絕對(duì)坐標(biāo)是本領(lǐng)域已知的， 在此不作贅述。
7.關(guān)注區(qū)域(A0I,Area of Interest)和關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)。關(guān)注區(qū)域是指用戶(hù)出于特定的應(yīng)用需求(例如安全目的)而表征了的地理區(qū)域。關(guān)注區(qū)域位于空間中。例如， 在“安全桌面”的應(yīng)用中，該桌面被定義為關(guān)注區(qū)域。只有在此關(guān)注區(qū)域之內(nèi)才允許對(duì)機(jī)密信息的訪問(wèn)，而一旦超出該關(guān)注區(qū)域或處于該關(guān)注區(qū)域之外，則禁止對(duì)該機(jī)密信息的任何訪問(wèn)。關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)是可以用來(lái)表征關(guān)注區(qū)域的那些位置點(diǎn)。圖I示出了關(guān)注區(qū)域15 和關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)16。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種表征在空間中的關(guān)注區(qū)域的技術(shù)方案，這將在下文中作詳細(xì)描述。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行描述。應(yīng)該理解，這些實(shí)施方式只是用于說(shuō)明目的，而并非限定性的。
首先描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式用于對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的技術(shù)方案。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)100用于測(cè)量空間的尺寸并在空間中對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。
如圖I所示，該系統(tǒng)100可以包括能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽110，其放置在空間中作為空間特征點(diǎn)的一個(gè)或者多個(gè)位置點(diǎn)處；位于空間中的定位設(shè)備120，其中定位設(shè)備 120被配置為根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽110的測(cè)距信號(hào)獲取上述空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備自身的相對(duì)坐標(biāo)；以及服務(wù)器130，被配置為根據(jù)獲取的相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定定位設(shè)備120在空間中的位置參數(shù)，從而標(biāo)定定位設(shè)備120。
下面詳細(xì)描述系統(tǒng)100的實(shí)現(xiàn)。具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，首先選擇空間中的三個(gè)空間特征點(diǎn)(在圖I中顯示為基準(zhǔn)空間特征點(diǎn))并將能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽 110放置在這些特征點(diǎn)上，以便確定三個(gè)空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備自身的相對(duì)坐標(biāo)。在本發(fā)明的的一個(gè)實(shí)施方式中，可選地，可以通過(guò)在每個(gè)空間特征點(diǎn)分別放置一個(gè)標(biāo)簽來(lái)確定空間特征點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)。另外，可選地，也可以將一個(gè)標(biāo)簽先后放在選擇的空間特征點(diǎn)處來(lái)確定空間特征點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)。標(biāo)簽110本身是本領(lǐng)域已知的，在此不作贅述。
接下來(lái)，可以在該空間中設(shè)置定位設(shè)備120。定位設(shè)備120可以設(shè)置在空間的任何地方。可選地，定位設(shè)備120設(shè)置在空間的頂部，而且初始設(shè)置的時(shí)候是任意的，即可以設(shè)置在頂部的任何位置。然后，定位設(shè)備120可以根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽110的測(cè)距信號(hào)獲取上述空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備自身的相對(duì)坐標(biāo)。
例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，定位設(shè)備120以自身的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，確定出定位設(shè)備120的三個(gè)傳感器相對(duì)于定位設(shè)備自身的相對(duì)坐標(biāo)。然后，三個(gè)傳感器可以根據(jù)來(lái)自空間特征點(diǎn)處的標(biāo)簽110的測(cè)距信號(hào)得到從上述空間特征點(diǎn)到各個(gè)傳感器的距離。 最后再利用從上述空間特征點(diǎn)到各個(gè)傳感器的距離以及各個(gè)傳感器的相對(duì)坐標(biāo)，根據(jù)傳統(tǒng)的三角定位算法(例如最小均方差算法)，來(lái)得到各個(gè)空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備120自身的相對(duì)坐標(biāo)。應(yīng)當(dāng)理解，通過(guò)傳統(tǒng)三角定位算法得到各個(gè)空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備120 自身的相對(duì)坐標(biāo)是本領(lǐng)域已知的，在此不作贅述。
然后，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，服務(wù)器130通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算，可以自動(dòng)地計(jì)算出定位設(shè)備120在空間內(nèi)的位置參數(shù)，從而完成對(duì)定位設(shè)備120的自動(dòng)標(biāo)定，這將在后面詳細(xì)描述?？蛇x地，該位置參數(shù)可以包括定位設(shè)備120在空間中的絕對(duì)坐標(biāo)(x，y，z)以及定位設(shè)備120在空間中的設(shè)置角度Θ。這將在后文中進(jìn)行描述。
應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)置標(biāo)簽110和定位設(shè)備120之間并不存在先后關(guān)系?？梢酝瑫r(shí)設(shè)置二者，也可以先設(shè)置定位設(shè)備120，然后再在空間的空間特征點(diǎn)處放置標(biāo)簽110。
下面結(jié)合圖4和圖5來(lái)以四邊形的房間為例來(lái)描述服務(wù)器如何根據(jù)所獲取的三個(gè)基準(zhǔn)空間特征點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)來(lái)定位設(shè)備120在空間內(nèi)的位置參數(shù)。
首先，計(jì)算該房間(也就是基準(zhǔn)空間)的尺寸。
如圖4所示，設(shè)獲取的地面上的三個(gè)基準(zhǔn)空間特征點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)分別為(Xl，y1； Z1)，(x2, y2, Z2)以及(x3, y3, z3)，其中，這些相對(duì)坐標(biāo)已經(jīng)利用定位設(shè)備120和標(biāo)簽110獲知。特征點(diǎn)(Xl，yi，Zl)被定義為基準(zhǔn)空間絕對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)(0，0，0)。該房間的長(zhǎng)度(I)、 寬度(w)、高度(h)、定位設(shè)備120的絕對(duì)坐標(biāo)(X，y, z)以及POD的設(shè)置角度Θ為未知數(shù)。
首先確定定位設(shè)備120的z坐標(biāo)，即定位設(shè)備的高度(h)。通常，由于屋頂和地面是平行的，所以定位設(shè)備120的高度為h,也就是說(shuō)z = h = Z1 = Z2 = z3。但是,考慮到可能存在的誤差，例如由于地面不平整所引起的誤差，則z坐標(biāo)的計(jì)算為z = h = (Zl+z2+z3)/3。
當(dāng)計(jì)算得到z之后，剩下的問(wèn)題就是在二維空間中對(duì)其余未知數(shù)進(jìn)行求解。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式在二維空間中計(jì)算上述未知數(shù)(例如房間的長(zhǎng)度(I)、寬度(w)、POD的絕對(duì)坐標(biāo)(X，y)以及POD的角度Θ )的示意圖。
如圖5所示，實(shí)線所表示的坐標(biāo)系為本發(fā)明中的絕對(duì)坐標(biāo)系，而虛線所表示的坐標(biāo)系為本發(fā)明中以定位設(shè)備為原點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)系。兩個(gè)坐標(biāo)系的夾角，即定位設(shè)備的設(shè)置角度為Θ。
根據(jù)圖5，利用常規(guī)的坐標(biāo)變換，可以得出如下方程組⑴
xfos ( 0 ) -ypin ( 0 ) +x = 0x^in ( 0 ) +5^(308 ( 9 ) +y = 0x2cos ( 0 ) -y2sin ( 0 ) +x = 1x2sin ( 0 ) +y2cos ( 9 ) +y = w(1)x3cos ( 0 ) -y3sin ( 0 ) +x = 1x3sin ( 0 ) -y3cos ( 9 ) +y = 0(x1-x3)2+(y1-y3)2 = l2(x2-x3) 2+ (y2-y3)2 = w2本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，如果采用更多的基準(zhǔn)空間特征點(diǎn)，將增加方程組 (1)的方程數(shù)量，也就是增加系數(shù)矩陣的行數(shù)。這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是很熟悉的，這 里將不再描述。對(duì)該方程組(1)求解，可以得出定位設(shè)備的絕對(duì)坐標(biāo)(X，y)和角度0以及該基準(zhǔn) 空間的長(zhǎng)度1和寬《，計(jì)算過(guò)程如下
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽，放置在能夠表征空間中的關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)處； 所述空間中的定位設(shè)備，被配置為根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽的測(cè)距信號(hào)獲取所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)；以及服務(wù)器，被配置為根據(jù)所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)來(lái)表征所述關(guān)注區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述關(guān)注區(qū)域?yàn)榉且?guī)則形狀時(shí)，所述定位設(shè)備進(jìn)一步被配置為利用標(biāo)簽獲取關(guān)注區(qū)域邊界上的至少三個(gè)關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)，以構(gòu)成特征點(diǎn)序列；以及所述服務(wù)器進(jìn)一步被配置為對(duì)所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行擬合，以表征關(guān)注區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述服務(wù)器進(jìn)一步被配置為將所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行分組，以及擬合被分到同一組的所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述服務(wù)器進(jìn)一步被配置為比較關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)所確定的直線的斜率差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定閾值，以及如果斜率差的絕對(duì)值小于預(yù)定閾值，則所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)分為一組。
5.一種用于表征空間中的關(guān)注區(qū)域的方法，包括接收能夠表征關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)，其中所述位置參數(shù)是利用布置在空間中的定位設(shè)備獲得的；以及根據(jù)所述位置參數(shù)，來(lái)表征所述關(guān)注區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述位置參數(shù)是所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)在空間中的絕對(duì)坐標(biāo)置或所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備的相對(duì)坐標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，當(dāng)所述關(guān)注區(qū)域?yàn)閳A形時(shí)，所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)為所述圓形的圓心和圓形周邊的任意點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，當(dāng)所述關(guān)注區(qū)域?yàn)槎噙呅螘r(shí)，所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)為所述多邊形的頂點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，當(dāng)所述關(guān)注區(qū)域?yàn)闄E圓形時(shí)，所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)為所述橢圓的中心點(diǎn)、所述橢圓的長(zhǎng)軸與該橢圓邊的交點(diǎn)和所述橢圓的短軸與該橢圓邊的交點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，當(dāng)所述關(guān)注區(qū)域?yàn)榉且?guī)則形狀時(shí)，該方法包括接收關(guān)注區(qū)域邊界上的至少三個(gè)關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)，所述至少三個(gè)關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)構(gòu)成特征點(diǎn)序列；以及對(duì)所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行擬合，以表征該關(guān)注區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行擬合包括將所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行分組；以及擬合被分到同一組的所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，將所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行分組包括比較關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)所確定的直線的斜率差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定閾值；以及如果斜率差的絕對(duì)值小于預(yù)定閾值，則將所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)分為一組。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，所述擬合包括一階直線擬合算法或者高階曲線擬合算法。
14.一種用于表征空間中的關(guān)注區(qū)域的設(shè)備，包括接收裝置，用于接收能夠表征所述關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)，其中所述位置參數(shù)是利用布置在空間中的定位設(shè)備獲得的；以及表征裝置，用于根據(jù)所述位置參數(shù)來(lái)表征所述關(guān)注區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述關(guān)注區(qū)域?yàn)榉且?guī)則形狀時(shí)，所述接收裝置進(jìn)一步接收關(guān)注區(qū)域邊界上的至少三個(gè)關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的位置參數(shù)，以構(gòu)成特征點(diǎn)序列；以及所述表征裝置進(jìn)一步包括用于對(duì)所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行擬合來(lái)表征關(guān)注區(qū)域的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，用于對(duì)所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行擬合的裝置包括: 用于將所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行分組的裝置；以及用于擬合被分到同一組的所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，用于將所述特征點(diǎn)序列進(jìn)行分組的裝置包括: 用于比較關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)所確定的直線的斜率差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定閾值的裝置，以及用于如果斜率差的絕對(duì)值小于預(yù)定閾值，則將所述關(guān)注區(qū)域特征點(diǎn)分為一組的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種用于對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的技術(shù)方案以及一種用于表征空間中的關(guān)注區(qū)域的技術(shù)方案。具體地，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括能夠發(fā)射測(cè)距信號(hào)的標(biāo)簽，放置在空間中作為空間特征點(diǎn)的位置點(diǎn)處；位于所述空間中的定位設(shè)備，被配置為根據(jù)來(lái)自標(biāo)簽的測(cè)距信號(hào)獲取所述空間特征點(diǎn)相對(duì)于定位設(shè)備的相對(duì)坐標(biāo)；以及服務(wù)器，被配置為根據(jù)所述相對(duì)坐標(biāo)來(lái)確定所述定位設(shè)備在所述空間中的位置參數(shù)，從而標(biāo)定所述定位設(shè)備。通過(guò)該系統(tǒng)，可以對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)、快速和精確地標(biāo)定。
文檔編號(hào)G01S5/02GK102937707SQ20121040703
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者王永才, 趙軍輝, 福島俊一 申請(qǐng)人:日電(中國(guó))有限公司