基于多发射天线UWB系统的定位方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于多发射天线UWB系统的定位方法、装置、设备及介质；该方法应用于具有单接收天线的待定位设备，所述方法可以包括：通过所述接收天线分别接收由发射端设备的至少两个发射天线依次发送的数据帧；根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差；根据所述至少两个发射天线之间的距离、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差以及所述至少两个发射天线中的参考天线与所述接收天线之间的距离，计算获得所述待定位设备的位置。计算获得所述待定位设备的位置。计算获得所述待定位设备的位置。

【技术实现步骤摘要】
基于多发射天线UWB系统的定位方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术实施例涉及UWB通信
，尤其涉及一种基于多发射天线超宽带（UWB，Ultra Wide Band）系统的定位方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]目前，UWB系统进行定位的常规方案包括多基站定位方案和单基站定位方案；在多基站定位方案中，单天线的待定位设备需要与至少三个基站之间分别通过飞行时间（TOF，Time Of Flight）进行测距，随后基于待定位设备与三个基站之间的距离以及三个基站的固定位置对该待定位设备进行定位。在单基站定位方案中，单个多接收天线基站根据从待定设备接收到的多个接收信号计算相位差（PDOA，Phase
‑
Difference
‑
Of
‑
Arrival），并以此对该待定位设备进行定位。
[0003]针对上述常规方案，多基站定位方案需要待定位设备与多个基站进行信息交互，需要合理调度待定位设备与各基站之间的交互时序，增加了UWB系统定位过程中的交互复杂度以及功耗；单基站定位方案的多个接收天线之间相互独立，因此每个接收天线均对应一个完整的接收前端通道，同样需要较大的功耗，并且在具体实施过程中，将两个接收天线及对应的接收前端通道布设在同一基站设备，增加了结构设计的复杂度以及成本。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种基于多发射天线超宽带（UWB，Ultra Wide Band）系统的定位方法、装置、设备及介质；能够降低定位过程中的UWB系统的整体功耗以及交互复杂度，并且降低了UWB系统中设备结构的复杂度和成本。
[0005]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于多发射天线UWB系统的定位方法，所述方法应用于具有单接收天线的待定位设备，所述方法包括：通过所述接收天线分别接收由发射端设备的至少两个发射天线依次发送的数据帧；根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差；根据所述至少两个发射天线之间的距离、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差以及所述至少两个发射天线中的参考天线与所述接收天线之间的距离，计算获得所述待定位设备的位置。
[0006]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于多发射天线UWB系统的定位装置，所述定位装置包括：接收部分、获取部分和计算部分；其中，所述接收部分，经配置为通过所述接收天线分别接收由发射端设备的至少两个发射天线依次发送的数据帧；所述获取部分，经配置为根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到
达所述接收天线的距离差；所述计算部分，经配置为根据所述至少两个发射天线之间的距离、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差以及所述至少两个发射天线中的参考天线与所述接收天线之间的距离，计算获得所述待定位设备的位置。
[0007]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算设备，所述计算设备包括：通信接口，存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，所述通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述基于多发射天线UWB系统的定位方法的步骤。
[0008]第四方面，本专利技术实施例提供了一种基于多发射天线UWB系统的定位系统，所述定位系统包括：具有至少两个发射天线的发射端设备，以及具有单接收天线的接收端设备；其中，所述发射端设备，经配置为通过所述至少两个发射天线依次发送数据帧；所述接收端设备，经配置为通过所述接收天线分别接收由发射端设备的至少两个发射天线依次发送的数据帧；以及，根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差；以及，根据所述至少两个发射天线之间的距离、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差以及所述至少两个发射天线中的参考天线与所述接收天线之间的距离，计算获得所述待定位设备的位置。
[0009]第五方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有基于多发射天线UWB系统的定位程序，所述基于多发射天线UWB系统的定位程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述基于多发射天线UWB系统的定位方法步骤。
[0010]本专利技术实施例提供了一种基于多发射天线UWB系统的定位方法、装置、设备及介质；在进行UWB定位过程中，作为接收机的待定位设备，由于仅具有单接收天线，则相应降低了接收通道的数量；相较于常规方案中利用多接收天线的接收机进行定位的方案，避免了定位过程中接收通道同时工作的情况下，降低了功耗，并且由于仅保留了单个接收天线及对应的接收前端通道，因此降低了接收机的结构设计成本及复杂度。此外，尽管发射端设备具有多个发射天线，但是可以通过分时发送UWB数据帧、将各发射天线需要发送的UWB数据帧通过正交码进行编码等方式对各发射天线对应发送的数据进行区分，从而无需针对每个发射天线均各自设置发射前端通道，从而能够进一步降低发射端设备的结构设计成本以及功耗。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例提供的一种网络环境示意图。
[0012]图2为本专利技术实施例提供的一种通信系统的架构示意图。
[0013]图3为本专利技术实施例提供的射频前端的架构示意图。
[0014]图4为本专利技术实施例提供的一种接收机的架构示意图。
[0015]图5为本专利技术实施例提供的另一种通信系统的架构示意图。
[0016]图6为本专利技术实施例提供的一种基于多发射天线UWB系统的定位方法流程示意图。
[0017]图7为本专利技术实施例提供的一种构建的笛卡尔坐标系示意图。
[0018]图8为本专利技术实施例提供的一种基于多发射天线UWB系统的定位装置组成示意图。
[0019]图9为本专利技术实施例提供的一种计算设备硬件结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0021]参见图1，其示出了能够适用于本专利技术实施例所阐述技术方案的网络环境100示意图，作为解说性示例而非限定，以无线通信设备102为例，无线通信设备102能够在该网络环境100内与处于该无线通信设备102近程的其他无线通信设备进行无线通信，其他无线通信设备比如打印机104、个人数字助理（PDA，Personal Digital Assistant）106、照相机108和接入点110，此外，还可以通过接入点110与通信耦合至接入点110的扬声器系统112和无线网络114进行无线通信。网络环境100中的所有无线通信设备均可利用任何适当的无线标准诸如802.11x或超宽带（UWB）进行无线通信。
[0022]需要说明的是，在图1所示的网络环境100中，术语“无线通信设备”也可以被本领域技术人员称之为移动站（MS）、订户站、移动单元、订户单元、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多发射天线UWB系统的定位方法，其特征在于，所述方法应用于具有单接收天线的待定位设备，所述方法包括：通过所述接收天线分别接收由发射端设备的至少两个发射天线依次发送的数据帧；根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差；根据所述至少两个发射天线之间的距离、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差以及所述至少两个发射天线中的参考天线与所述接收天线之间的距离，计算获得所述待定位设备的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差，包括：根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线与所述接收天线之间的相位差；根据所述相位差以及下式获取所述至少两个发射天线到达接收天线的距离差p：其中，表示发射信号的载波波长。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差，包括：根据UWB数据帧交互获取所述至少两个发射天线分别到达所述接收天线的飞行时间；根据所述飞行时间的差获取所述至少两个发射天线到达接收天线的距离差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据依次接收到的数据帧获取所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差，包括：根据依次接收到的数据帧的时间戳以及所述数据帧的发送时间延迟，获取所述至少两个发射天线分别到达所述接收天线的时间差；根据所述时间差获取所述至少两个发射天线到达接收天线的距离差。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个发射天线之间的距离、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差以及所述至少两个发射天线中的参考天线与所述接收天线之间的距离，计算获得所述待定位设备的位置，包括：以所述至少两个发射天线的所在直线为X轴，以所述接收天线所在直线为Y轴建立笛卡尔坐标系，并设定所述参考天线的坐标为（，0），所述接收天线的坐标为（0，）；在所述建立的笛卡尔坐标中，根据所述至少两个发射天线之间的距离d、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差p、以及所述参考天线与所述接收天线之间的距离r，通过下式获取所述参考天线的X轴坐标值：根据所述参考天线的X轴坐标值以及所述参考天线与所述接收天线之间的距离r，通过下式获取所述接收天线的Y轴坐标值：
。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个发射天线之间的距离、所述至少两个发射天线到达所述接收天线的距离差以及所述至少两个发射天线中的参考天线与所述接收天线之间的距离，计算获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州优智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：