[發明專利]探測并計算uwb錨點坐標的方法及系統

在審

• 申請號: 201710912169.8
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109600706A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 謝傳泉
• 申請（專利權）人: 北京布科思科技有限公司
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/33;G01S5/06;H04L12/24
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 孫海波

1.一種探測并計算uwb錨點坐標的方法，其采用uwb錨點、uwb標簽和探測器，探測器通過測距來給標簽定位，其特征在于,包括如下步驟:

步驟1，探測器在室內移動，在任意一個位置，獲得當前能測距的所有錨點，假設當前范圍共n個錨點，標記為1，2，3，…，n；

步驟2，探測器發送命令給錨點1，指導錨點1分別針對錨點2，3，…，n測距；

步驟3，錨點1將測得的距離回傳給探測器；

步驟4，探測器依次繼續指導2，3，4，…，n錨點，重復上面的步驟2和3針對其它錨點測距并回傳；

步驟5，探測器在獲得所有錨點的兩兩距離后，通過三點法和最小二乘方法，計算出當前空間所有錨點的拓撲結構和坐標位置。

2.根據權利要求1所述探測并計算uwb錨點坐標的方法，其特征在于：

當前范圍共三個錨點，三個錨點分別為V₁,V₂,V₃，三個錨點兩兩的距離為：d₁₂、d₁₃和d₂₃，則三個點構成的三角形是確定的；

由此三個點建立整個坐標系；

假設V₁位于原點(0,0)，V₂位于X軸上，坐標為(d₁₂,0),V₃位于第一象限內，坐標可以由兩個圓相交點直接得出，建立當前范圍三個錨點拓撲結構圖。

3.根據權利要求2所述探測并計算uwb錨點坐標的方法，其特征在于：移動探測器在發現新的錨點后，通過如下方法，將新的錨點加入已知的拓撲結構圖；

從第四個錨點開始，依次計算出新增加錨點相對于已知位置錨點坐標系內的坐標值；

假設已經知道坐標的三個錨點V₁,V₂,V₃的位置分別為(x₁,y₁)，(x₂,y₂),(x₃,y₃)；

第四個錨點V₄測量出與V₁,V₂,V₃的距離分別為d₁₄,d₂₄,d₃₄，此時用三點定位法即可確定V₄的坐標，具體公式：

(x₁-x₄)²+(y₁-y₄)²＝d₁₄² 公式1-1

(x₂-x₄)²+(y₂-y₄)²＝d₂₄² 公式1-2

(x₃-x₄)²+(y₃-y₄)²＝d₃₄² 公式1-3

公式1-2和公式1-3分別減去公式1-1，可得：

2(x₂-x₁)*x₄+2(y₂-y₁)*y₄＝x₂²-x₁²+y₂²-y₁²+d₁₄²-d₂₄² 公式2

2(x₃-x₁)*x₄+2(y₃-y₁)*y₄＝x₃²-x₁²+y₃²-y₁²+d₁₄²-d₃₄²

用消元法得出x₄,y₄的值，在V₁,V₂,V₃坐標已知的情況下，得出x₄,y₄的數值，即第四個錨點的位置。