【技术实现步骤摘要】
基于超宽带通信的室内三维定位方法
本专利技术属于室内无线定位
，尤其涉及基于超宽带通信的室内三维定位方法。
技术介绍
随着智能设备的普及和移动互联网的快速发展，人们对室内三维定位的需求日益增长。室内三维定位支撑着很多应用，诸如公共安全、处理紧急情况和室内导航等。而由于GPS穿过建筑后信号过弱，不足以进行室内定位，所以短距离无线通信技术被广泛用于室内定位，如Zigbee、Wi-Fi、超宽带(Ultra-Wideband,UWB)。UWB可以在多个频段(3.1GHz～10.6GHz)同时发射信号，不仅可以在短时间内完成测距并且还有很高的精度。所以本文设计的室内定位方法基于UWB通信技术。有很多应用于UWB测量电磁波飞行时间(Time-of-Fight,ToF)的方法，比如双向测距(Two-WayRanging,TWR)和对称双向测距(SymmetricDouble-SidedTwo-WayRanging,SDS-TWR)。后者相对于前者极大地减少了UWB测距模块时钟偏差带来的影响，但由于重复传输，导致花费了前者2倍多的时间，所以本文提出了非对称双向测距(Asym...
【技术保护点】
1.一种基于超宽带通信的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)控制台通过其自身的Wi‑Fi模块向UWB盲节点发起定位请求，UWB盲节点将ADS‑TWR应用于UWB模块获得双向飞行时间，以较低的时间代价减少因UWB模块时钟误差造成的测量误差；(2)根据步骤(1)得到的双向飞行时间，建立TDoA模型，将UWB盲节点到各UWB锚节点的双向飞行时间信息转化为描述位置信息的TDoA方程；(3)利用Chan两次迭代求解TDoA方程，得到N组解Li(i＝1,2,...,N)，将L1作为这一时刻UWB盲节点初始坐标，将其余N‑1组解和L1一同输入到Chan‑EKF中；在迭代的过程中...
【技术特征摘要】
1.一种基于超宽带通信的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)控制台通过其自身的Wi-Fi模块向UWB盲节点发起定位请求，UWB盲节点将ADS-TWR应用于UWB模块获得双向飞行时间，以较低的时间代价减少因UWB模块时钟误差造成的测量误差；(2)根据步骤(1)得到的双向飞行时间，建立TDoA模型，将UWB盲节点到各UWB锚节点的双向飞行时间信息转化为描述位置信息的TDoA方程；(3)利用Chan两次迭代求解TDoA方程，得到N组解Li(i＝1,2,...,N)，将L1作为这一时刻UWB盲节点初始坐标，将其余N-1组解和L1一同输入到Chan-EKF中；在迭代的过程中，第k次迭代结果由第k-1次迭代结果与Lk的加权得到，第N次迭代结果即为UWB盲节点的三维坐标。2.根据权利要求1所述的基于超宽带通信的室内定位方法，其特征在于，所述步骤(1)中，首先UWB盲节点向各个UWB锚节点发起测距请求；UWB锚节点收到请求后，向UWB盲节点发送请求；UWB盲节点收到后，延时预设的时间向UWB锚节点发送确认信息；同时UWB锚节点也在延时预设的时间后，向UWB盲节点发送确认和测量信息；UWB锚节点收到后，计算出双向飞行时间ToF。3.根据权利要求1所述的基于超宽带通信的室内定位方法，其特征在于，所述步骤(1)中，UWB盲节点包括一个UWB模块和一个Wi-Fi模块，UWB盲节点坐标是未知的，记为(xp,yp,zp)，Wi-Fi模块用来和控制台自身的Wi-Fi模块进行通信；UWB锚节点是坐标已知的节点，作为参考节点，记为(xi,yi,zi)(i＝0,1,2,...,n)，其中n为锚节点的个数，(x0,y0,z0)作为原点。4.根据权利要求1所述的基于超宽带通信的室内定位方法，其特征在于，所述步骤(1)中，测量具体包括以下步骤：UWB盲节点向UWB锚节点发起测距请求。UWB锚节点接收到这个请求后，立刻向UWB盲节点发起测距请求，同时延时一个事先设定的时间tReplyB后，向UWB盲节点发送测距确认和飞行时间测量过程数据；UWB盲节点收到来自UWB锚节点测距请求后，延时一个事先设定的时间tReplyA后(tReplyA+2ToF≤tReplyB)，向UWB锚节点发送测距确认；因此，UWB盲节点与UWB锚节点之间每一次测距请求到测距确认的耗时tDelayA和tDel...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏玮玮，钱潮，燕锋，崔文清，兰卓睿，吴思运，沈连丰，宋铁成，胡静，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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