基于UWB与Wifi结合高精度的室内等位方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及基于UWB与Wifi结合高精度的室内定位方法,包括：A、确认目标标签和不在同一直线上的四个基站；B、控制标签和每个基站进行多次通信并分别记录收发信号的本地时间；C、根据标签收发信号的本地以及每个基站收发信号的本地时间分别计算每个基站与标签之间的距离；D、根据计算的得到的距离利用牛顿迭代计算结果确定标签位置和系统时间误差。在不知道标签与四个基站的起始时钟的前提下可以准确地测量电磁波的传播时间，避免由时钟同步误差所引起的结果误差，使用WiFi辅助超宽带进行无线数据的收发，WiFi无线传输测量时间不与超宽带冲突，减少系统复杂度，通过牛顿迭代对测量距离进行空间位置估计，提高测量结果准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于UWB与Wifi结合高精度的室内等位方法及系统
本专利技术属于无线电技术和室内定位技术的改进领域，尤其涉及一种基于UWB与Wifi结合高精度的室内等位方法及系统。
技术介绍
随着通信行业的快速发展以及物联网技术的逐渐成熟，人们希望能够实时掌握某一人或某一物体的具体位置，以获取其动态信息和提供服务。在室外环境，GPS、北斗等定位系统能提供位置信息服务，但在卫星信号较弱的建筑物内，往往无法接收卫星信号，不能获取当前所在的地理位置信息。室内环境的定位十分有必要，能够为人们提供更多的体验服务，是未来发展的趋势。室内定位与传统的卫星定位及蜂窝定位系统不同，室内定位的环境范围小、直达波路径严重缺失、信道非平稳。室内定位技术在定位精度、稳健性、安全性、方向判断、标示识别及复杂度等方面有着自己的特点。比如定位精度，定位精度是衡量一个定位系统的重要指标，特别是针对空间狭小的室内环境，几年前对室内定位的精度还没有明确的概念，像写字楼内的定位还只是要求精确到某个“房间”就可以了，但是近年来的电子技术飞速发展，特别是服务业的机器人和自动化机械装置都需要较高的定位精度。比如稳健性，在室内复杂多变的环境下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于UWB与Wifi结合高精度的室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法包括以下步骤：A、确认目标标签和不在同一直线上的四个基站；B、控制标签和每个基站进行多次通信并分别记录收发信号的本地时间；C、根据标签收发信号的本地以及每个基站收发信号的本地时间分别计算每个基站与标签之间的距离；D、根据计算的得到的距离利用牛顿迭代计算结果确定标签位置和系统时间误差；其公式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB与Wifi结合高精度的室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法包括以下步骤：A、确认目标标签和不在同一直线上的四个基站；B、控制标签和每个基站进行多次通信并分别记录收发信号的本地时间；C、根据标签收发信号的本地以及每个基站收发信号的本地时间分别计算每个基站与标签之间的距离；D、根据计算的得到的距离利用牛顿迭代计算结果确定标签位置和系统时间误差；其公式为：其，(x(1)，y(1)，z(1))、(x(2)，y(2)，z(2))、(x(3)，y(3)，z(3))、(x(4)，y(4)，z（4））分别为基站的空间坐标，(x，y，z)为标签的空间坐标，每个基站与标签之间的距离分别为s1、s2、s3、s4，δtu为系统时间误差。2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述步骤A中还包括以下步骤：A1、调整标签的位置以使标签固定于待定位目标的顶部。3.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述步骤B中还包括以下步骤：B1、控制标签发送第一信号至锚节点，并记录标签发送第一信号的标签本地时间为第一时间；B2、记录锚节点接收到第一信号的本地时间为第二时间，控制锚节点等待预设时间后发送第一反馈信号至标签，并记录锚节点发送第一反馈信号的本地时间为第三时间；B3、记录标签接收到第一反馈信号的本地时间为第四时间，等待预设时间后，控制标签发送第二信号至锚节点，并记录标签发送第二信号本地时间为第五时间；B4、记录锚节点接收到第二信号的本地时间为第六时间；B5、重复步骤B1-B4，分别记录每个锚节点发出信号和接收信号的锚节点本地时间。4.根据权利要求3所述的室内定位方法，其特征在于，所述步骤C中还包括以下步骤：C1、根据标签与每个锚节点对应的第一时间、第二时间、第三时间、第四时间、第五时间及第六时间计算信号在标签与锚节点之间单次传输所需的传输时间；C2、将传输时间乘以光速，获得每个锚节点与标签的距离。5.根据权利要求4所述的室内定位方法，其特征在于，所述步骤D中还包括以下步骤：D1、根据距离计算结果，获取四个基站与标签的距离分别为s1、s2、s3、s4；D2、建立空间坐标系，获取四个基站的位置，根据空间几何关系和牛顿迭代算法解算标签的空间坐标，确定标签位置，其公式为：其中，(x(1)，y(1)，z(1))、(x(2)，y(2)，z(2))、(x(3)，y(3)，z（3））、(x(4)，y(4)，z（4））分别为四个基站的空间坐标，(x，y，z)为标签的空间坐标，δtu为系统时间误差。6.一种基于UWB与Wifi结合高精度的室内定位系统，其特征在于，所述室内定位方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张沛昌，黄磊，李强，李冠群，林康成，裴灿，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44