[發明專利]一種基于UWB的定位系統及定位方法

在審

• 申請號: 202011123972.1
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112114288A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李正倩;鄒穎;孫少婧;陳興來;徐愷
• 申請（專利權）人: 遼寧鼎漢奇輝電子系統工程有限公司;中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14;G01S5/00
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發明提供一種基于UWB的定位系統及定位方法，應用于貨運列車組車廂內，包括UWB定位標簽、基站及主機，所述UWB定位標簽設置于車廂內的貨物集裝器上，每個集裝器上設置一個UWB定位標簽；所述基站至少為三個，設置于車廂內。使本系統具有抗干擾性強，部署便利、定位精準等特點，可以有效的驗證貨物安置位置是否準確，從而避免由于偏載問題導致的列車高速運行過程中的安全隱患，實現為貨運動車組的貨物正確裝載和正常運行保駕護航。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，尤其涉及一種基于UWB(Ultra Wide Band，超寬帶)的定位系統及定位方法。

背景技術

如今鐵路快速貨運日益發展成熟，在高速運輸過程中，為避免車體重量偏載問題，需按照計劃對貨物的安置位置進行嚴格擺放，從而避免由于偏載問題導致的列車高速運行過程中的安全隱患，因此需要有效驗證貨物安置位置是否準確，以對所搭載的貨物進行位置信息管理。

目前現有技術中，定位技術主要包括藍牙技術、超聲波技術以及WIFI技術。其中，藍牙技術通過測量信號強度進行定位，主要應用于小范圍定位，該技術優點是設備體積小，易于集成在PDA、PC以及手機中，但藍牙器件和設備的價格比較昂貴，而且對于復雜的空間環境，藍牙系統的穩定性稍差，受噪聲信號干擾大。超聲波技術定位目前大多數采用反射式測距法，短距離范圍內定位精度比較高，但比如在貨運動車組內的狹長空間內，使用超聲波定位會在傳輸過程中衰減明顯，從而影響定位有效范圍，發射和接收如有遮擋也會對定位精度造成嚴重影響。WIFI技術通過無線接入點(包括無線路由器)組成的無線局域網絡(WLAN)，可以實現復雜環境中的定位、監測和追蹤任務。它以網絡節點(無線接入點)的位置信息為基礎和前提，采用經驗測試和信號傳播模型相結合的方式，對已接入的移動設備進行位置定位，最高精確度大約在1米至 20米之間，但如果定位測算僅基于當前連接的Wi-Fi接入點，而不是參照周邊 Wi-Fi的信號強度合成圖，則Wi-Fi定位就很容易存在誤差，而且，Wi-Fi接入點通常都只能覆蓋半徑90米左右的區域，而且很容易受到其他信號的干擾，從而影響其精度，定位器和標簽的功耗也較高。因此，上述三種技術均受具體應用場景限定而不能滿足在貨運列車組內的精準定位。

發明內容

本發明提供一種基于UWB的定位系統及定位方法，以解決現有技術不能精準定位的問題。

本發明的第一個方面是提供一種定位系統，包括車載系統，應用于貨運列車組車廂內，包括UWB定位標簽、基站及主機，所述UWB定位標簽設置于車廂內的貨物集裝器上，每個集裝器上設置一個UWB定位標簽；所述基站至少為三個，設置于車廂內；

各所述基站用于與UWB定位標簽進行數據交互，獲取與每一UWB定位標簽之間的距離；

所述主機與所述基站通信連接，用于接收各基站傳遞的所述距離，并根據各基站的坐標信息及所述距離，獲取各UWB定位標簽的坐標信息；

所述主機還用于根據UWB定位標簽的坐標信息和集裝器在車廂內的部署布置圖，計算集裝器所在貨位。

可選的，所述基站設置于車廂內的頂部。

可選的，所述UWB定位標簽設置在集裝器的頂部位置。

可選的，所述基站型號為QH-ANCHOR1，UWB定位標簽型號為QH-TAG1。

可選的，所述車載系統還包括管理平臺，所述管理平臺用于上傳集裝器貨位信息，并根據預先設置的配載計劃，判斷集裝器的配載情況。

可選的，還包括后臺監控系統，用于接收各所述車載系統發送的集裝器貨位信息和管理數據，以進行統一管理和存儲。

本申請的另一方面，還提供了一種基于UWB的定位方法，應用于如上所述的UWB定位系統，所述方法包括如下步驟：