[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于UWB的港口水平運(yùn)輸車(chē)定位系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810446787.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108646216A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢艷飛;黃旭東;劉春明;歐陽(yáng)樂(lè);胡永濤;段小明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S5/06
• 分類(lèi)號(hào): G01S5/06;H04W4/42;H04W64/00
• 代理公司: 上海集信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31254
• 代理人: 李玲

本發(fā)明公開(kāi)一種基于UWB的港口水平運(yùn)輸車(chē)無(wú)線定位系統(tǒng)，包括：設(shè)置在港口場(chǎng)地中的多個(gè)UWB模塊、設(shè)置在水平運(yùn)輸車(chē)上的兩個(gè)車(chē)載UWB模塊、以及全站儀，其中：每個(gè)所述UWB模塊安裝在防雨盒中，防雨盒安裝在立桿上，立桿安裝在底座上，安裝在立桿上的UWB模塊構(gòu)成無(wú)線基站。車(chē)載UWB模塊安裝在所述水平運(yùn)輸車(chē)上兩個(gè)距離最大點(diǎn)處。全站儀測(cè)量每個(gè)無(wú)線基站中UWB模塊在港口場(chǎng)地中的位置坐標(biāo)以及兩個(gè)車(chē)載UWB模塊在水平運(yùn)輸車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系中的相對(duì)位置，由此確定水平運(yùn)輸車(chē)的位置信息和姿態(tài)信息。本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)、適用范圍廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及港口水平運(yùn)輸車(chē)定位領(lǐng)域，更具體地涉及一種基于UWB的港口水平運(yùn)輸車(chē)定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前對(duì)于港口水平運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行定位的系統(tǒng)，應(yīng)用最為成熟穩(wěn)定的是磁釘定位系統(tǒng)。首先，利用磁釘讀寫(xiě)器為每一個(gè)磁釘編寫(xiě)相應(yīng)的磁釘編號(hào)及位置坐標(biāo)等信息；然后，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)地的大小以及布局按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行磁釘?shù)匿佋O(shè)；最后，通過(guò)水平運(yùn)輸車(chē)上的導(dǎo)航天線設(shè)備探測(cè)這些預(yù)先鋪設(shè)在場(chǎng)地中的磁釘，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的定位。但是這些鋪設(shè)在地面之下的磁釘，由于長(zhǎng)期受到地面的擠壓而變形和雨水浸泡的影響很容易損壞，對(duì)項(xiàng)目后期磁釘?shù)木S護(hù)及保養(yǎng)帶來(lái)了很大的困難。并且隨著應(yīng)用場(chǎng)地的增大，磁釘?shù)氖褂脭?shù)量不斷地增加，對(duì)后期的維護(hù)工作造成了影響。本專(zhuān)利克服了上述困難，提供了一種基于UWB的港口水平運(yùn)輸車(chē)上的定位系統(tǒng)及方法。

UWB定位系統(tǒng)是超寬帶(Ultra Wideband)定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。超寬帶(UWB)技術(shù)是一種嶄新的、以極低的功率在短距離內(nèi)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線技術(shù)。UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，而且是在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無(wú)線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。接收時(shí)將信號(hào)能量還原出來(lái)，在解擴(kuò)過(guò)程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益，具有更強(qiáng)的抗干擾性。UWB使用的帶寬極寬，在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。UWB系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。UWB定位系統(tǒng)使用多個(gè)UWB模塊和三邊定位原理，分別計(jì)算水平運(yùn)輸設(shè)備上的車(chē)載測(cè)距模塊與其他基站模塊之間高精度的距離信息，從而解算出運(yùn)輸設(shè)備的位置與速度信息。

因此，需要發(fā)展一種基于UWB的港口水平運(yùn)輸車(chē)定位系統(tǒng)及方法，通過(guò)車(chē)載UWB模塊和場(chǎng)地之中布置的UWB模塊相互之間的通訊測(cè)距，得到測(cè)距信息，運(yùn)用導(dǎo)航算法進(jìn)行處理，最終得到水平運(yùn)輸車(chē)輛的位姿信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水平運(yùn)輸車(chē)的定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)港口水平運(yùn)輸車(chē)的定位，目的是提供一種基于UWB的港口水平運(yùn)輸車(chē)定位系統(tǒng)及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種基于UWB的港口水平運(yùn)輸車(chē)無(wú)線定位系統(tǒng)，包括：設(shè)置在港口場(chǎng)地中的多個(gè)UWB模塊、設(shè)置在水平運(yùn)輸車(chē)上的兩個(gè)車(chē)載UWB模塊、以及全站儀，其中：每個(gè)所述UWB模塊安裝在防雨盒中，所述防雨盒安裝在立桿上，所述立桿安裝在底座上，安裝在立桿上的UWB模塊構(gòu)成無(wú)線基站；所述車(chē)載UWB模塊安裝在所述水平運(yùn)輸車(chē)上兩個(gè)距離最大點(diǎn)處；所述全站儀測(cè)量每個(gè)無(wú)線基站中UWB模塊在港口場(chǎng)地中的位置坐標(biāo)以及所述兩個(gè)車(chē)載UWB模塊在水平運(yùn)輸車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系中的相對(duì)位置，由此確定水平運(yùn)輸車(chē)的位置信息和姿態(tài)信息。

較佳地，兩個(gè)車(chē)載UWB模塊分別安裝在水平運(yùn)輸車(chē)頂部長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)對(duì)角線頂點(diǎn)位置處。

所述防雨盒一側(cè)上粘貼有用于測(cè)量的反光片，另一側(cè)上設(shè)置有電源線孔和網(wǎng)線孔。

所述反光片的中心點(diǎn)與所述UWB模塊的天線的中心點(diǎn)對(duì)齊，所述全站儀測(cè)量所述反光片的中心點(diǎn)坐標(biāo)，由此確定每個(gè)所述無(wú)線基站在港口場(chǎng)地中的位置坐標(biāo)。

所述立桿上配備有24V直流電源箱，通過(guò)防雨盒上的電源線孔與防雨盒中的所述UWB模塊電連接。