，ζ的值，得到UWB定 位標簽的坐標值；
[0076] S5 :中央處理單元根據(jù)UWB定位標簽的坐標值，以Y軸正方向為起始，逆時針轉(zhuǎn)動 為角度增大方向，計算出Y軸正方向與第一UWB定位傳感器指向UWB定位標簽在X軸和Y 軸所在的平面上（即水平面上）的投影的方向之間的角度值Θ，
[0077] 當(dāng)x = 0，y>0時，Θ = 〇;
[0078] 當(dāng)x = 0，y<0 時，Θ = 180 ;
[0079] 當(dāng)X > 0,y= 0 時，Θ = 270 ;
[0080] 當(dāng)x<0，y= 0 時，Θ =90;
[0081]
[0082]
[0083]
[0084]
[0085] 從而計算出UWB定位標簽在X軸和Y軸所在的平面上的投影指向第一UWB定位傳 感器的方向與Y軸正方向之間的角度值α;如圖5所示，如果Θ< 180,則α=θ+180 ; 如圖6所示，如果Θ多180,則α=Θ-180;定位裝置將計算出的角度值α以及UWB定位 標簽的坐標值發(fā)送到指示裝置；當(dāng)?shù)谝籙WB定位傳感器指向UWB定位標簽在X軸和Y軸所 在的平面上的投影的方向與Y軸正方向同向時，角度值Θ=〇,α=180;
[0086] S6 :控制器通過第二電子羅盤模塊獲取地磁正北的方向，以地磁正北方向為起始， 逆時針轉(zhuǎn)動為角度增大方向，根據(jù)接收到的角度值α確定顯示屏上顯示的指針的指向，顯 示屏顯示出指針，該指針的指向與地磁正北之間的角度值始終為α;當(dāng)指針指向地磁正北 方向時，角度值α=Ο;控制器根據(jù)UWB定位標簽的坐標值確定UWB定位標簽與第一UWB定 位傳感器在豎直方向上的距離，以UWB定位標簽為原點，豎直向上為距離正方向，顯示屏顯 示該距離。使得用戶了解汽車與用戶之間的在豎直方向上的位置關(guān)系，汽車與用戶處于同 一層，或位于用戶上層，或位于用戶下層。
[0087] 定位裝置實時檢測角度值α和UWB定位標簽的坐標值，并發(fā)送到指示裝置，指示 裝置實時調(diào)整指針方向，實現(xiàn)實時指引的效果。
【主權(quán)項】
1. 一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)置在汽車上的定位裝置（1)和 用戶攜帶的指示裝置（2)，所述定位裝置（1)包括底座（3)以及可帶動底座（3)上下左右轉(zhuǎn) 動的電動云臺（4)，所述底座（3)上設(shè)有升降器（5)，所述升降器（5)的頂端設(shè)有可水平轉(zhuǎn) 動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)（6)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)（6)上設(shè)有可沿水平方向伸縮運動的第一伸縮桿（7)，所 述底座（3)上設(shè)有中央處理單元（8)、電子水平儀（9)、第一無線通信模塊（10)、第一電子羅 盤模塊（11)和第一 UWB定位傳感器（12)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)（6)上設(shè)有第二UWB定位傳感器 (13)，所述第一伸縮桿（7)前端設(shè)有第三UWB定位傳感器（14)，所述第一 UWB定位傳感器 (12)和第二UWB定位傳感器（13)的連線與底座（3)垂直，所述第二UWB定位傳感器（13) 和第三UWB定位傳感器（14)的連線與底座（3)平行，所述指示裝置（2)包括控制器（15)、 第二無線通信模塊（16)、UWB定位標簽（17)、顯示屏（18)、按鍵組（19)和第二電子羅盤模 塊（20)，所述中央處理單元⑶分別與電動云臺（4)、升降器（5)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)（6)、第一伸縮 桿（7)、電子水平儀（9)、第一無線通信模塊（10)、第一電子羅盤模塊（11)、第一 UWB定位傳 感器（12)、第二UWB定位傳感器（13)和第三UWB定位傳感器（14)電連接，所述控制器（15) 分別與第二無線通信模塊（16)、UWB定位標簽（17)、顯示屏（18)、按鍵組（19)和第二電子 羅盤模塊（20)電連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)，其特征在于：所述指示裝置 (2)還包括語音輸出模塊（21)，所述語音輸出模塊（21)與控制器（15)電連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)，其特征在于：所述指示 裝置（2)還包括紅外測距儀（22)，所述紅外測距儀（22)與控制器（15)電連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)，其特征在于：所述定位 裝置（1)設(shè)置在汽車頂部。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)，其特征在于：所述汽車頂部 還設(shè)有用于放置定位裝置（1)的盒體（23)，所述盒體（23)頂部開口，所述開口處設(shè)有可水 平移動的蓋板（24)，所述盒體（23)上設(shè)有可驅(qū)動蓋板（24)水平移動打開或關(guān)閉盒體（23) 的驅(qū)動機構(gòu)（25)，所述中央處理單元（8)與驅(qū)動機構(gòu)（25)電連接。6. -種大型停車場車輛定位系統(tǒng)的定位方法，適用于如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求 所述的一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟： 51 :啟動指示裝置工作，控制器通過第二無線通信模塊向定位裝置發(fā)送定位指令； 52 :定位裝置接收到定位指令后，中央處理單元通過電子水平儀檢測底座是否水平，如 果底座不水平，則中央處理單元控制電動云臺將底座轉(zhuǎn)動到水平位置； 53 :中央處理單元通過第一電子羅盤模塊獲取地磁正北的方向，以第一 UWB定位傳感 器為原點，以地磁正北方向為Y軸正方向，以Y軸在水平面順時針轉(zhuǎn)動90度后的指向為X 軸正方向，以第一 UWB定位傳感器指向第二UWB定位傳感器的方向為Z軸正方向，建立XYZ 三維直角坐標系； 54 :中央處理單元控制升降器將旋轉(zhuǎn)機構(gòu)升到設(shè)定的高度，使得第二UWB定位傳感器 和第三UWB定位傳感器的Z軸坐標都為zl，接著控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)將第一伸縮桿轉(zhuǎn)動到指向地 磁正北的方向，控制第一伸縮桿伸長設(shè)定的長度，使得第三UWB定位傳感器的Y軸坐標為 y2,此時，第一 UWB定位傳感器的坐標為（0,0,0)，第二UWB定位傳感器的坐標為（0,0，zl)， 第三UWB定位傳感器的坐標為（0, y2, zl)，第一 UWB定位傳感器檢測到其與UWB定位標簽 之間的距離為R。，第二UWB定位傳感器檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為Ri，第三UWB 定位傳感器檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為R2，然后控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)將第一伸縮桿轉(zhuǎn) 動設(shè)定的角度值m，得到第三UWB定位傳感器的坐標為（x3, y3, zl)，第三UWB定位傳感器 檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為R3，假設(shè)UWB定位標簽的坐標為（x，y，z)，得到方程 組：采用基于泰勒級數(shù)展開的最小二乘法進行迭代求解，求出X，y，z的值，得到UWB定位標 簽的坐標值； 55 :中央處理單元根據(jù)UWB定位標簽的坐標值，以Y軸正方向為起始，逆時針轉(zhuǎn)動為角 度增大方向，計算出Y軸正方向與第一 UWB定位傳感器指向UWB定位標簽在X軸和Y軸所 在的平面上的投影的方向之間的角度值Θ，從而計算出UWB定位標簽在X軸和Y軸所在的 平面上的投影指向第一 UWB定位傳感器的方向與Y軸正方向之間的角度值α，定位裝置將 計算出的角度值α以及UWB定位標簽的坐標值發(fā)送到指示裝置； 56 :控制器通過第二電子羅盤模塊獲取地磁正北的方向，以地磁正北方向為起始，逆時 針轉(zhuǎn)動為角度增大方向，根據(jù)接收到的角度值α確定顯示屏上顯示的指針的指向，顯示屏 顯示出指針，該指針的指向與地磁正北之間的角度值始終為α。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)的定位方法，其特征在于，所 述步驟S4中求出X，y，ζ的值之后還執(zhí)行以下步驟：中央處理單元控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)再將第一 伸縮桿轉(zhuǎn)動設(shè)定的角度值m，得到第三UWB定位傳感器的坐標為（x4, y4, zl)，第三UWB定位 傳感器檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為R4，得到方程組：求出X，y，ζ的值，接著再將第一伸縮桿轉(zhuǎn)動設(shè)定的角度值m，求出新的X，y，ζ的值，如 此循環(huán)η次，對求的所有X值取平均，所有y值取平均，所有ζ值取平均，得到的平均值為 UWB定位標簽的坐標值。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)的定位方法，其特征在于，所 述步驟S6還包括以下步驟：控制器根據(jù)UWB定位標簽的坐標值確定UWB定位標簽與第一 UWB定位傳感器在豎直方向上的距離，以UWB定位標簽為原點，豎直向上為距離正方向，顯 示屏顯示該距離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型停車場車輛定位系統(tǒng)及其定位方法。該系統(tǒng)包括設(shè)置在汽車上的定位裝置和用戶攜帶的指示裝置，定位裝置包括底座和電動云臺，底座上設(shè)有升降器，升降器的頂端設(shè)有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上設(shè)有第一伸縮桿，底座上設(shè)有中央處理單元、電子水平儀、第一無線通信模塊、第一電子羅盤模塊和第一U？W？B定位傳感器，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上設(shè)有第二U？W？B定位傳感器，第一伸縮桿前端設(shè)有第三U？W？B定位傳感器，指示裝置包括控制器、第二無線通信模塊、U？W？B定位標簽、顯示屏、按鍵組和第二電子羅盤模塊。本發(fā)明能夠幫助車主快速準確的鎖定車輛的位置，并給予車主引導(dǎo)，使車主能夠快速的找到自己的汽車，節(jié)省了車主的時間和精力。
【IPC分類】G08G1/123
【公開號】CN105336206
【申請?zhí)枴緾N201510559748
【發(fā)明人】張震宇, 馬寧, 蔡炯炯
【申請人】浙江科技學(xué)院
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月6日