一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统及方法，主要包括UWB定位基站、UWB定位标签、数据传输器和主控机；UWB定位基站和UWB定位标签相互发射和接受UWB信号，实现UWB定位标签到UWB定位基站的距离测量；利用数据传输器将距离信息和各UWB定位基站和UWB定位标签身份信息传输至主控机；主控机利用身份信息和距离信息组合计算各UWB定位标签的位置，从而实现库内智轨车辆的定位。整个系统和方法实现了智轨车辆库内定位的全自动化，有效提高智轨车辆的库内智能化管理程度，降低了管理成本，并能为智轨列车的各种作业提供库内线路规划，提高作业效率，创造更大的经济效益。创造更大的经济效益。创造更大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统及方法


[0001]本专利技术属于智轨车辆库内定位领域，具体涉及一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统及方法。

技术介绍

[0002]智轨电车是一种零排放、无污染、双向行驶、多编组的新型公共交通工具，相对于传统的有轨电车和地铁等轨道交通而言还具有投资成本低、建设周期短、灵活性强等特点，是未来城市公共交通的重要方向。现有的智轨车辆定位方法多是基于GPS和图片识别进行定位，但GPS信号在屋内会大幅度衰减，图片识别对于人员、设备移动频繁的车库难以寻找可靠的参考点进行定位，因此现有的方法在环境复杂的智轨车库内无法实现准确定位。

技术实现思路

[0003]UWB定位技术是一种无线载波定位技术，其工作频段高，一般处于3GHz到10GHz，能够克服多种外界信号的干扰，且UWB信号具有超宽频带，信号距离分辨率可达厘米级，使用UWB定位技术可实现复杂环境的高精度定位。将UWB定位技术运用于智轨车辆库内定位具有广泛的运用前景。
[0004]针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本专利技术提供了一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统及方法，主要包括UWB定位基站、UWB定位标签、数据传输器和主控机；UWB定位基站和UWB定位标签相互发射和接受UWB信号，实现UWB定位标签到UWB定位基站的距离测量；利用数据传输器将距离信息和各UWB定位基站和UWB定位标签身份信息传输至主控机；主控机利用身份信息和距离信息组合计算各UWB定位标签的位置，从而实现库内智轨车辆的定位。整个系统和方法实现了智轨车辆库内定位的全自动化，有效提高智轨车辆的库内智能化管理程度，降低了管理成本，并能为智轨列车的各种作业提供库内线路规划，提高作业效率，创造更大的经济效益。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统，其中，包括：
[0006]安装于智轨车辆库内的若干库内UWB定位基站和对应的数据传输器，安装于智轨车辆的若干车载UWB定位标签，还包括主控机；
[0007]所述UWB定位基站用于向UWB定位标签发射UWB信号，并接收来自UWB定位标签发射的UWB信号，计算UWB定位标签到UWB定位基站的距离，以及将距离信息传输给数据传输器；
[0008]所述UWB定位标签用于接收来自UWB定位基站发射的UWB信号，向UWB定位基站发射UWB信号；
[0009]所述数据传输器用于接收来自UWB定位基站传输的距离信息，将UWB定位基站编号及其距离信息传输至主控机；
[0010]所述主控机用于接收来自多个数据传输器传输的信息，根据UWB定位基站位置以及距离信息计算每个UWB定位标签位置，并根据车载UWB定位标签的位置确定智轨车辆在库
内的位置。
[0011]进一步优选地，至少在智轨车辆的四角布置有车载UWB定位标签。
[0012]为实现上述目的，按照本专利技术的另一个方面，还提供了一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位方法，其中，包括如下步骤：
[0013]S1、在智轨列车车库内根据UWB定位基站信号覆盖范围布置多个UWB定位基站；
[0014]S2、将数据传输器安装在UWB定位基站，使其能够无线传输距离信息；
[0015]S3、根据UWB定位基站，在主控机上设置UWB定位基站的库内位置；
[0016]S4、开始定位时，UWB定位基站先发射UWB信号；
[0017]S5、已分布于智轨列车的UWB定位标签接收到UWB定位基站发射的UWB定位信号后，在固定的延时后向UWB定位基站发射的UWB定位信号；
[0018]S6、UWB定位基站接收到UWB定位基站发射的UWB信号后，计算UWB信号传播时间；
[0019]S7、UWB定位基站根据UWB信号传播时间计算UWB定位标签到UWB定位基站的距离；
[0020]S8、UWB定位基站将距离信息传输给数据传输器；
[0021]S9、数据传输器将距离信息传输给主控机；
[0022]S10、主控机根据UWB定位基站位置以及UWB定位标签到达UWB定位基站的距离计算UWB定位标签位置；
[0023]S11、主控机根据车载UWB定位标签的位置确定智轨车辆在库内的位置。
[0024]进一步优选地，在步骤S1中，使库内所有车辆停车点至少处于3个UWB定位基站的信号范围以内。
[0025]进一步优选地，在步骤S4中，UWB定位基站发射的UWB信号包含UWB定位基站身份信息。
[0026]进一步优选地，在步骤S5中，UWB定位标签向UWB定位基站发射的UWB定位信号包含UWB定位标签身份信息。
[0027]进一步优选地，在步骤S6中，传播时间＝(UWB定位基站接收信号时刻
‑
UWB定位基站发射信号时刻
‑
UW定位标签固定延时时长)/2。
[0028]进一步优选地，在步骤S7中，UWB定位标签到UWB定位基站的距离＝传播时间
×
信号在空气中的传播速度。
[0029]进一步优选地，在步骤S8中，UWB定位基站传输给数据传输器的距离信息包含UWB定位基站身份信息和UWB定位标签身份信息。
[0030]进一步优选地，在步骤S9中，数据传输器传输给主控机的距离信息包含UWB定位基站身份信息和UWB定位标签身份信息。
[0031]上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0032]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0033]1、本专利技术的基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统及方法，最大的特点就是实现了智轨车辆库内的高精度定位，可以有效提高智轨车辆的库内智能化管理程度，降低了管理成本，并能为智轨列车的检修作业提供库内线路规划，提高检修效率，创造更大的经济效益。
[0034]2、本专利技术的基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统及方法，与传统的GPS定位相
比，传统的GPS定位无法实现室内定位，而本专利技术提出的定位方法能够实现库内定位；与蓝牙、wifi等定位方法相比，本专利技术提出的定位方法抗干扰性强、定位精度高，适合智轨列车库内复杂环境的高精度定位。
附图说明
[0035]图1是本专利技术实施例的基于UWB技术的智轨车辆库内定位方法的流程示意图；
[0036]图2是单个UWB定位标签定位原理示意图；
[0037]图3是多个UWB定位标签定位原理示意图；
[0038]图4是智轨列车上的UWB定位标签布置示意图。
具体实施方式
[0039]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统，其特征在于，包括：安装于智轨车辆库内的若干库内UWB定位基站和对应的数据传输器，安装于智轨车辆的若干车载UWB定位标签，还包括主控机；所述UWB定位基站用于向UWB定位标签发射UWB信号，并接收来自UWB定位标签发射的UWB信号，计算UWB定位标签到UWB定位基站的距离，以及将距离信息传输给数据传输器；所述UWB定位标签用于接收来自UWB定位基站发射的UWB信号，向UWB定位基站发射UWB信号；所述数据传输器用于接收来自UWB定位基站传输的距离信息，将UWB定位基站编号及其距离信息传输至主控机；所述主控机用于接收来自多个数据传输器传输的信息，根据UWB定位基站位置以及距离信息计算每个UWB定位标签位置，并根据车载UWB定位标签的位置确定智轨车辆在库内的位置。2.如权利要求1所述的基于UWB技术的智轨车辆库内定位系统，其特征在于：至少在智轨车辆的四角布置有车载UWB定位标签。3.一种基于UWB技术的智轨车辆库内定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在智轨列车车库内根据UWB定位基站信号覆盖范围布置多个UWB定位基站；S2、将数据传输器安装在UWB定位基站，使其能够无线传输距离信息；S3、根据UWB定位基站，在主控机上设置UWB定位基站的库内位置；S4、开始定位时，UWB定位基站先发射UWB信号；S5、已分布于智轨列车的UWB定位标签接收到UWB定位基站发射的UWB定位信号后，在固定的延时后向UWB定位基站发射的UWB定位信号；S6、UWB定位基站接收到UWB定位基站发射的UWB信号后，计算UWB信号传播时间；S7、UWB定位基站根据UWB信号传播时间计算UWB定位标签到UWB定位基站的距离；S8、UWB定位基站将距离信...

【专利技术属性】
技术研发人员：付英东，刘高坤，周小斌，林飞，殷勤，李加祺，李经伟，冯帅，周玲玲，蒲思培，孙思远，黄世明，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：