[發明專利]基于UWB的TOF定位方法

在審

• 申請號: 201710741486.8
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107566065A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 劉海亮;蘇航;李召國
• 申請（專利權）人: 中山大學深圳研究院
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04W4/02;H04W56/00;G01S5/10
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 胡吉科

1.基于UWB的TOF定位方法，其特征在于：動態定位方法，步驟如下：

（1）在待定位的移動終端所處區域內，設置多個UWB基站，UWB基站設置有UWB傳感器；UWB傳感器上安裝TOF測距傳感器；

所述的UWB基站有三個，分別為第一UWB基站、第二UWB基站、第三UWB基站，其中第一UWB基站作為時間源及主基站，第二UWB基站、第三UWB基站作為從基站；

待定位的移動終端包括UWB定位標簽；待定位的移動終端所處區域內的UWB定位標簽信號至少被兩個UWB傳感器接收到；

對待定位的移動終端所處的區域建立坐標系，測量各個UWB基站的UWB傳感器三維坐標；

將UWB傳感器、TOF測距傳感器按照系統要求連接，與上位機建立通信聯系，組建局域網；

（2）所述的第一UWB基站向第二UWB基站、第三UWB基站和UWB定位標簽發送時間同步信息，實現所述的第二UWB基站、第三UWB基站和UWB定位標簽與所述的第一UWB基站的時間同步；

所述的UWB定位標簽根據時隙型ALOHA算法，向第一UWB基站、第二UWB基站和第三UWB基站發送自身設備信息；

根據待定位的移動終端所處區域環境及UWB傳感器分布的位置，在上位機中建立定位檢測模型；根據TOF測距傳感器的布置位置，在上位機中建立距離測量模型；

（3）所述的第一UWB基站、第二UWB基站和第三UWB基站接收所述的UWB定位標簽發送的自身設備信息，并將該信息上傳至所述的上位機；通過TDOA算法對待定位的移動終端上的UWB定位標簽進行定位，顯示待定位的移動終端所處區域的三維坐標及實時位置；并將三維坐標及實時位置存入數據庫系統，繪制待定位的移動終端的運動軌跡；

（4）變動UWB傳感器基站位置，利用TOF測距傳感器測量距離，重新標定UWB傳感器三維坐標；

（5）將重新標定UWB傳感器三維坐標輸入定位檢測模型，再次對待定位的移動終端定位，重復步驟（3），直至達到預設的測試時間或者預設的測試次數，終止定位。

2.根據權利要求1所述的一種基于UWB與激光測距組合的動態定位方法，其特征在于：步驟（3）所述的通過TDOA算法對待定位的移動終端上的UWB定位標簽進行定位，包括： UWB傳感器對于UWB定位標簽采用TDOA定位算法對UWB定位標簽進行定位；測量三個UWB傳感器接收到同一個UWB定位標簽信號的時間差，并由此計算出UWB定位標簽到不同UWB傳感器的距離差，通過距離差進行計算。

3.根據權利要求2所述的一種基于UWB與激光測距組合的動態定位方法，其特征在于：步驟（3）所述的通過TDOA算法對待定位的移動終端上的UWB定位標簽進行定位，包括：所述的上位機根據所述的第一UWB基站和第二UWB基站接收到所述的UWB定位標簽發送的自身設備信息的時間計算第一雙曲線，所述的上位機根據所述的第二UWB基站和第三UWB基站接收到所述的UWB定位標簽發送的自身設備信息的時間計算第二雙曲線，所述的第一雙曲線和第二雙曲線交于一點，再根據第一UWB基站、第二UWB基站和第三UWB基站的實際位置，計算得出UWB定位標簽的三維坐標。