[發明專利]基于UWB定位的分層立體監測方法及系統

有效

• 申請號: 201910080390.0
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109640256B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 王黎明;高軍;韋松郁;張珂;張卓;呂文青
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/33;H04W64/00
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 秦溪

1.一種基于UWB定位的分層立體監測方法，其特征在于，包括：

步驟S1，將施工場地的三維空間劃分為至少兩個三維區域，其中，每個三維區域均設置4個兩兩之間可通信的UWB定位基站；

步驟S2，施工人員攜帶UWB定位標簽進入施工場地，當所述UWB定位標簽位于任意一個三維區域內，所述UWB定位標簽與該三維區域內的4個UWB定位基站均進行通信；施工場地中的各UWB定位基站在可通信范圍內的測距信息被實時上傳至上位機；

步驟S3，所述上位機根據各UWB定位基站在可通信范圍內的測距信息判定所述UWB定位標簽位于哪個三維區域；

步驟S3具體包括：

步驟S31，所述上位機判斷是否有三維區域內的4個UWB定位基站與所述UWB定位標簽均有測距信息，若有則執行步驟S32，否則重復所述步驟S31；

所述步驟S32，所述上位機判斷三維區域的數量是否為一個，若是則執行步驟S33，否則執行步驟S34；

所述步驟S33，所述上位機判定所述UWB定位標簽位于該三維區域；

所述步驟S34，所述上位機分別計算每個三維區域內的4個UWB定位基站對所述UWB定位標簽的測距信息之和，得到多個測距信息之和；

步驟S35，所述上位機比較所述步驟S34計算得到的多個測距信息之和的大小，得到最小值，并判定所述UWB定位標簽位于所述最小值對應的三維區域；

步驟S4，所述上位機根據所述步驟S3確定的三維區域內的4個UWB定位基站與所述UWB定位標簽之間的距離信息，進行坐標解算，得到所述UWB定位標簽的三維坐標；

步驟S5，所述上位機顯示三維定位圖像。

2.根據權利要求1所述的基于UWB定位的分層立體監測方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：以預先設置的第一長度為最小劃分單位對施工場地三維空間的水平長距離方向進行劃分，以預先設置的第二長度為最小劃分單位對施工場地三維空間的水平寬距離方向進行劃分，以預先設置的第三長度為最小劃分單位對施工場地三維空間的豎直方向進行劃分，形成所述至少兩個三維區域；相鄰的三維區域形成的交界點處均設置一個UWB定位基站。

3.根據權利要求1或2所述的基于UWB定位的分層立體監測方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括：利用最大似然估計法改進三維TOA定位算法，將各UWB定位基站與所述UWB定位標簽之間的距離信息的公式相減，并利用改進后的三維TOA定位算法進行坐標解算。

4.根據權利要求1或2所述的基于UWB定位的分層立體監測方法，其特征在于，還包括：將任意一個UWB定位基站設置為系統原點基站，其余UWB定位基站將自身在可通信范圍內的測距信息直接發送或者中繼轉發到系統原點基站，所述系統原點基站通過無線方式將各UWB定位基站在可通信范圍內的測距信息統一上傳給所述上位機。