一种UWB室内定位方法技术

一种UWB室内定位系统，属于UWB定位领域。包括超宽带定位模块、微控制器、显示屏、无线串口通信模块、上位机；超宽带定位模块分为定位标签和基站，系统中至少有四个已知坐标的固定基站和一个定位标签；定位标签计算UWB信号的飞行时间，通过双边双向测距算法精确计算出标签到与各个基站之间的距离数据；微控制器通过串口接收标签测得的距离数据包，并求解出定位标签所在位置的坐标数据；显示器显示微控制器上计算出的实时坐标；若需远程监控，可通过无线串口把坐标数据发送给上位机，上位机接收、显示、保存位置坐标数据，并实时显示定位标签的移动轨迹。本发明专利技术消除设备之间时钟必须同步的困扰，同时降低时钟漂移的影响，实际应用广泛，定位精度较高。

A UWB indoor location method

【技术实现步骤摘要】
一种UWB室内定位方法
本专利技术涉及UWB定位领域，具体设计一种UWB室内定位方法。
技术介绍
随着定位技术的发展，特别是近年来对室内定位的巨大需求，涌现出一系列定位方法。目前常见的室内无线定位方法主要有Wi-Fi定位、蓝牙定位、超宽带定位、RFID定位、ZigBee定位和超声波定位等。与传统的窄带系统相比，超宽带定位技术具有更强的穿透力、更广的覆盖范围、更低的系统复杂度、良好的抗多径效果、可达到较高的定位精度等显著优势，因此广泛应用于室内移动机器人的导航或定位中。无线定位的准确度直接受测距精度的影响。常见的测距算法包括基于接收信号强度(RSS)和基于到达时间(TOA)等。由于超宽带信号在频域上带宽极大，可以提供很高的时间分辨率，因此采用基于到达时间的测距方法。该方法主要是根据测量接收信号从标签到基站的时间差即信号的飞行时间(TimeofFight,TOF)，乘上电磁波的传播速度C来计算两节点之间的距离。因此，无线测距的关键是飞行时间的精确测量。常见的单程测距(One-WayRanging,OWR)要保证基站与标签之间时钟同步，而实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UWB室内定位方法，其特征是：包括有以下步骤：/n(a)上位机发送控制命令，通过无线串口通信模块传送给主控制器；/n(b)主控制器通过串口模块向超宽带定位模块发送指令，超宽带定位系统通过双边双向测距算法测距算法测得UWB信号在定位标签与基站之间的飞行时间，然后乘以光速得到定位标签到基站之间的距离数据；/n(c)定位标签把距离数据包通过串口模块传递给主控制器，主控制器判断并解析出定位标签到各个基站之间的距离值；/n(d)主控制器通过三边定位算法得到定位标签的位置坐标数据,在显示器上显示出定位标签实时位置坐标，并通过无线串口模块把位置坐标传递给上位机；/n(e)上位机软件接收、显示、保存位...

【技术特征摘要】
1.一种UWB室内定位方法，其特征是：包括有以下步骤：
(a)上位机发送控制命令，通过无线串口通信模块传送给主控制器；
(b)主控制器通过串口模块向超宽带定位模块发送指令，超宽带定位系统通过双边双向测距算法测距算法测得UWB信号在定位标签与基站之间的飞行时间，然后乘以光速得到定位标签到基站之间的距离数据；
(c)定位标签把距离数据包通过串口模块传递给主控制器，主控制器判断并解析出定位标签到各个基站之间的距离值；
(d)主控制器通过三边定位算法得到定位标签的位置坐标数据,在显示器上显示出定位标签实时位置坐标，并通过无线串口模块把位置坐标传递给上位机；
(e)上位机软件接收、显示、保存位置坐标数据，并实时显示定位标签的移动轨迹。


2.根据权利要求1所述的一种UWB室内定位方法，其特征在于：所述步骤(b)的具体过程为：
(b1)定位标签首先向各个基站发送消息轮询包，记录发送时间Poll_tx并进入接收模式；
(b2)基站接收到轮询包后记录接收时间poll_rx,延时一段时间后向标签回复响应包并记录发送时间answer_tx进入接收模式；

【专利技术属性】
技术研发人员：杨紫阳，吴才章，张弛，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41