[實(shí)用新型]一種基于UWB與激光測距組合的動(dòng)態(tài)定位裝置

有效

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• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN204595198U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉一鳴;楊濱海;趙勇濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)態(tài)定位的裝置，特別是一種基于UWB與激光測距組合的動(dòng)態(tài)定位裝置。

背景技術(shù)

定位技術(shù)，是指對測量目標(biāo)進(jìn)行位置信息測定的技術(shù)。隨著現(xiàn)代社會(huì)日新月異的發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，需要被精確定位的目標(biāo)隨之越來越多，因此人們對定位技術(shù)也提出了更高層次的要求，尤其是對動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標(biāo)的精確定位，逐漸成為了當(dāng)代人們關(guān)注的關(guān)鍵問題。然而在現(xiàn)代社會(huì)某些領(lǐng)域中，一些我們常用的動(dòng)態(tài)定位方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前日益增強(qiáng)的精確定位的需求，在這種背景下，超寬帶無線通訊UWB定位系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，使得對動(dòng)態(tài)目標(biāo)的精確定位成為可能。

超寬帶無線通訊UWB技術(shù)，又稱沖擊無線電(Impu1se?Radio)技術(shù)，是目前比較先進(jìn)的無線通訊技術(shù)。它實(shí)現(xiàn)了短距離內(nèi)超寬帶、高速的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)UWB技術(shù)的調(diào)制方式以及采用的多址技術(shù)等特點(diǎn)使它相比于其他無線通信技術(shù)具有更寬的帶寬、高速的數(shù)據(jù)傳輸、低的功耗、安全性能高等特點(diǎn)，因此引起了人們的重視。

在當(dāng)前的動(dòng)態(tài)定位方式中，主要存在紅外、藍(lán)牙、無線、Zigbee等定位方式。然而紅外定位方式必須在可視范圍內(nèi)測量，當(dāng)距離較大時(shí)并不適合，同時(shí)精度較低，往往無法到達(dá)測量要求，容易受到測量環(huán)境的干擾；藍(lán)牙技術(shù)相對于其他幾種定位方式而言雖然也能達(dá)到精確定位的要求，但這項(xiàng)技術(shù)并沒有完全成熟，還無法大規(guī)模的應(yīng)用在實(shí)際定位測量中，并且通訊速率低；無線和Zigbee定位方式主要作為短距離內(nèi)的通訊，同時(shí)存在著可靠性低，不穩(wěn)定等問題，因此往往造成精度達(dá)不到需求。

在使用超寬帶無線通訊UWB系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位時(shí)，需要首先完成基站布置，也就是超寬帶無線通訊UWB傳感器，作為基站固定不動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對動(dòng)態(tài)目標(biāo)的測量。但當(dāng)其中某一個(gè)基站發(fā)生移動(dòng)，也就意味著超寬帶無線通訊UWB傳感器坐標(biāo)發(fā)生變化時(shí)，由于UWB系統(tǒng)不能自動(dòng)得到移動(dòng)后基站新的坐標(biāo)，造成對動(dòng)態(tài)定位目標(biāo)定位不精確。同時(shí)，若想在某一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位，并且該區(qū)域超過了超寬帶無線通訊UWB系統(tǒng)定位的范圍，此時(shí)，若是布置更多的超寬帶無線通訊UWB傳感器，不僅大大增加了成本，而且沒有從根本上解決問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要提供一種基于UWB與激光測距組合的動(dòng)態(tài)定位裝置，解決超寬帶無線通訊UWB傳感器移動(dòng)后影響動(dòng)態(tài)測量精度的問題，實(shí)現(xiàn)對檢測目標(biāo)的動(dòng)態(tài)定位。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：該動(dòng)態(tài)定位裝置包括：超寬帶無線通訊UWB傳感器、UWB定位標(biāo)簽、激光測距傳感器、上位機(jī)、支架和POE交換機(jī)；在待檢測區(qū)域布置可移動(dòng)的支架；超寬帶無線通訊UWB傳感器安裝固定在支架上作為UWB基站；激光測距傳感器安裝固定在超寬帶無線通訊UWB傳感器上；在待檢測目標(biāo)上固定UWB定位標(biāo)?簽；超寬帶無線通訊UWB傳感器、激光測距傳感器通過POE交換機(jī)與上位機(jī)連接；在控制處布置上位機(jī)，在上位機(jī)中建立檢測區(qū)域系統(tǒng)模型，收集超寬帶無線通訊UWB傳感器及激光測距傳感器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析及處理。

所述的超寬帶無線通訊UWB傳感器包括超寬帶無線通訊UWB主傳感器及時(shí)間源，超寬帶無線通訊UWB主傳感器的任意輸出口經(jīng)時(shí)間同步線分別連接超寬帶無線通訊UWB的第一從通訊傳感器、第二從通訊傳感器和第三從通訊傳感器的右上角輸入端，四個(gè)超寬帶無線通訊UWB傳感器完成時(shí)間同步連線；其中超寬帶無線通訊UWB主傳感器為選定的作為時(shí)間源及主傳感器，第一從通訊傳感器、第二從通訊傳感器和第三從通訊傳感器為超寬帶無線通訊UWB從傳感器。

所述的激光測距傳感器包括第一激光測距傳感器、第二激光測距傳感器、第三激光測距傳感器和第四激光測距傳感器。

有益效果，由于采用了上述方案，使用激光測距傳感器可以測得兩個(gè)物體之間的距離，其方式為：先由傳感器內(nèi)的激光二極管對準(zhǔn)待測目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器內(nèi)的接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測定目標(biāo)距離。激光測距傳感器被大量的應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中，為工業(yè)生產(chǎn)提供精確地距離測量，實(shí)現(xiàn)以往如超聲波測距等測距方式所不能實(shí)現(xiàn)的精確距離測量。