[發(fā)明專利]基于UWB時間反演的障礙物材質(zhì)識別及測距誤差校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611242861.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106896355B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張錚;胡立鵬;李紹軍;魯澤軍;馬志艷;蘇軍;徐巍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

1.基于UWB時間反演的障礙物材質(zhì)識別及測距誤差校正方法，包括基于UWB時間反演的障礙物材質(zhì)識別方法和測距誤差校正方法；是針對在室內(nèi)或有障礙物環(huán)境下，兩個UWB節(jié)點之間傳遞信號時不可避免的遇到障礙物，根據(jù)UWB節(jié)點接收信號的能量和峰值，判斷該障礙物的材質(zhì)，同時根據(jù)障礙物的材質(zhì)屬性，對測距偏差值進行誤差校正；其特征在于：

所述基于UWB時間反演的障礙物材質(zhì)識別方法和測距誤差校正方法，包括三方面內(nèi)容：

一、構(gòu)建不同類型障礙物材質(zhì)屬性的數(shù)據(jù)庫；

二、測試并識別待測障礙物的材質(zhì)屬性；

三、根據(jù)誤差校正數(shù)學(xué)模型計算待測障礙物造成的測距偏差值，進行測距誤差校正；

所述一、構(gòu)建不同類型障礙物材質(zhì)屬性的數(shù)據(jù)庫，包括如下步驟：

⑴設(shè)定至少二個UWB節(jié)點，構(gòu)建測試不同障礙物的材質(zhì)屬性測試系統(tǒng)；

⑵分別測試并計算不同障礙物各自的幅度系數(shù)、能量系數(shù)、材質(zhì)系數(shù)；

⑶根據(jù)步驟⑵所獲得的不同障礙物各自的幅度系數(shù)、能量系數(shù)、材質(zhì)系數(shù)，建立多信息融合數(shù)學(xué)模型；

⑷將所述多信息融合數(shù)學(xué)模型錄入數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建具有不同障礙物材質(zhì)屬性的數(shù)據(jù)庫；

所述二、測試并識別待測障礙物的材質(zhì)屬性，包括如下步驟：

⑴將待測障礙物放入兩個UWB節(jié)點之間，打開各UWB節(jié)點開始測試；

⑵測試并計算所述待測障礙物的幅度系數(shù)、能量系數(shù)、材質(zhì)系數(shù)；

⑶根據(jù)所測試并計算出的待測障礙物的幅度系數(shù)、能量系數(shù)、材質(zhì)系數(shù)，建立多信息融合數(shù)學(xué)模型；

⑷匹配數(shù)據(jù)庫中的多信息融合數(shù)學(xué)模型，得出待測障礙物的材質(zhì)和厚度屬性；

⑸確定待測障礙物的材質(zhì)和厚度；

所述三、根據(jù)誤差校正數(shù)學(xué)模型計算待測障礙物造成的測距偏差值，進行測距誤差校正，包括如下步驟：

⑴根據(jù)已確定的待測障礙物材質(zhì)和厚度，建立誤差校正數(shù)學(xué)模型，得出待測障礙物造成的測距偏差值；

⑵根據(jù)所得出的測距偏誤值，校正所測得的初步位置距離；

⑶確定兩節(jié)點間距離，以實現(xiàn)更高精度的定位；

所述幅度系數(shù)的計算，按如下公式：

公式(1)中，f_AMC代表幅度系數(shù)，A_sp代表sp點信道響應(yīng)的峰值，t_sp表示信道響應(yīng)峰值對應(yīng)的時間；

所述能量系數(shù)的計算，按如下公式：

公式(2)中，f_ENC代表能量系數(shù)，E_WTRmax是時間反演的聚焦能量的峰值，是聚焦時間；

所述材質(zhì)系數(shù)的計算，按如下公式：

公式(3)中，f是材質(zhì)系數(shù)，f₀是兩個UWB節(jié)點間無障礙物時的峰值點。

2.如權(quán)利要求1所述基于UWB時間反演的障礙物材質(zhì)識別及誤差校正方法，其特征在于：所述UWB節(jié)點是具備能量和峰值可測量的UWB節(jié)點。

3.如權(quán)利要求1所述基于UWB時間反演的障礙物材質(zhì)識別及誤差校正方法，其特征在于：所述建立誤差校正數(shù)學(xué)模型，是采用matlab做多元線性回歸，并按如下公式建立：

△d＝a×E_WTRmax+b×A_sp+c (4)

公式(4)中，Δd是測距偏差值，a、b、c為相應(yīng)的擬合參數(shù)。