[發明專利]基于天線陣列的二維平面定位方法有效
| 申請號： | 202110308467.2 | 申請日： | 2021-03-23 |
| 公開（公告）號： | CN113030855B | 公開（公告）日： | 2023-09-29 |
| 發明（設計）人： | 賴正喜;康海強;舒德軍 | 申請（專利權）人： | 深圳市邁諾電子有限公司 |
| 主分類號： | G01S5/02 | 分類號： | G01S5/02;G01C15/00 |
| 代理公司： | 陜西電子工業專利中心 61205 | 代理人： | 侯瓊;王品華 |
| 地址： | 518000 廣東省深圳市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 天線 陣列 二維 平面 定位 方法 | ||
1.一種基于天線陣列的二維平面定位方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)使用高精度激光全站儀在標定環境中建立一個標準二維坐標系xoy；
(2)將PCB板中三個射頻RF單元的天線頂端相位中分別置于坐標系的x軸、原點o以及y軸上；其中，第一射頻RF1單元位于x軸上，第二射頻RF2單元位于原點o，第三射頻RF3單元心位于y軸上；
(3)在標準二維坐標系xoy的基礎上再構建一個硬件真實二維坐標系xoy'，令第一射頻RF1單元依然位于x軸上、第二射頻RF2單元依然位于坐標原點o，第三射頻RF3單元位于y'軸；
(4)過原點o做垂直于y'軸的軸線x'軸，且x'軸正方向與x軸夾角為銳角，此時構成輔助坐標系x'oy'；
(5)將移動目標置于標準二維坐標系xoy的第一象限，并使用高精度激光全站儀獲取移動目標的坐標(X0,Y0)，得到標準二維坐標系中的測試向量
(6)將測試向量投影到輔助坐標系x'oy'中，得到第二測試向量
(7)采用TOF方式測距，獲得測試向量模值和第二測試向量模值且
(8)根據坐標系旋轉理論或橢圓擬合理論標定不正交角θ；
(9)在定位算法中使用不正交角θ進行補償，完成目標定位。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(7)中采用TOF方式測距，具體是使用CPU控制第二射頻RF2單元與移動目標進行3次通信，獲得向量模值。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(8)中根據坐標系旋轉理論標定不正交角θ，具體按如下步驟實現：
(8.1.1)根據坐標系旋轉理論，得到第二測試向量模值表達式如下：
其中，θ表示標準二維坐標系xoy中y軸與真實二維坐標系xoy'中y'軸的夾角，即不正交角；X0'表示測試向量在x'軸上的投影模值；Y0'表示測試向量在y'軸上的投影模值；
(8.1.2)按照矩陣乘法對步驟(8.1.1)中表達式展開，得到測試向量在y'軸上的投影模值Y0'表達式：
Y0'＝-X0sinθ+Y0cosθ；
(8.1.3)采用PDOA方式求測試向量與y'軸的夾角βy'：
(8.1.4)已知sinθ≈θ、cosθ≈1，此時令sinθ＝θ、cosθ＝1，標定不正交角θ：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：步驟(8.1.3)中PDOA方式具體是在CPU控制第二射頻RF2單元與移動目標進行第三次通信時，第一射頻RF1單元和第三射頻RF3單元同時提取與移動目標的通信相位，經過余弦函數計算獲取夾角。
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