一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统及其方法，识别系统中包括：搜索区域确定模块，用于基于测距信号对应的采样序列上的多个MAX区域，确定真实信号存在的目标MAX区域，所述采样序列中包括多个采样点；目标斜率搜索模块，用于确定目标MAX区域中的目标斜率，所述目标斜率为不超过最大斜率的斜率；时间戳计算模块，用于基于所述目标斜率识别得到时间戳的索引位置。本发明专利技术中的识别系统能够降低系统功耗的同时提升超宽带测距信号到达时间戳的精度。到达时间戳的精度。到达时间戳的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统及其方法


[0001]本专利技术涉及脉冲测距
，尤其涉及一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统及其方法。

技术介绍

[0002]基于飞行时间测量的测距技术，由于其无需严格的时间同步，可以达到很高的测距精度，在各类无线系统中均有应用，例如卫星间相对测距，星地间测距，基站－手机间测距，UWB(Ultra
‑
Wide Bandwidth，超宽带)设备间相对测距等等。
[0003]但是目前来说，超宽带测距信号到达时间戳的系统功耗较高，且采用的UWB测量信号到达时间戳的精度有待改善，为此，亟需提供一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统能够降低系统功耗的同时提升UWB测距信号到达时间戳的精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统及其方法，能够降低系统功耗的同时提升UWB测距信号到达时间戳的精度。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统，包括：
[0006]搜索区域确定模块，用于基于测距信号对应的采样序列上的多个MAX区域，确定真实信号存在的目标MAX区域，所述采样序列中包括多个采样点；
[0007]目标斜率搜索模块，用于确定目标MAX区域中的目标斜率，所述目标斜率为不超过最大斜率的斜率；
[0008]时间戳计算模块，用于基于所述目标斜率识别得到时间戳的索引位置。
[0009]可选的，所述目标斜率为拉格朗日点斜率，所述拉格朗日点斜率包括上拉格朗日点斜率和下拉格朗日点斜率，其中上拉格朗日点斜率为采样序列中上拉格朗日点对应的斜率，下拉格朗日点斜率为采样序列中下拉格朗日点对应的斜率。
[0010]可选的，所述时间戳计算模块利用线性插值结合目标斜率识别得到时间戳的索引位置，
[0011]或者，利用超宽带信号模板函数的多项式拟合结合目标斜率识别得到时间戳的索引位置。
[0012]第二方面，本专利技术提供了一种超宽带测距信号到达时间戳的识别方法，应用于如前所述的超宽带测距信号到达时间戳的识别系统，包括
[0013]基于测距信号对应的采样序列上的多个MAX区域，确定真实信号存在的目标MAX区域，所述采样序列中包括多个采样点；
[0014]确定目标MAX区域中的目标斜率，所述目标斜率为不超过最大斜率的斜率；
[0015]基于所述目标斜率识别得到时间戳的索引位置。
[0016]可选的，所述目标斜率为拉格朗日点斜率，所述拉格朗日点斜率包括上拉格朗日
点斜率和下拉格朗日点斜率，其中上拉格朗日点斜率为采样序列中上拉格朗日点对应的斜率，下拉格朗日点斜率为采样序列中下拉格朗日点对应的斜率。
[0017]可选的，所述基于所述目标斜率识别得到时间戳的索引位置为利用线性插值结合目标斜率识别得到时间戳的索引位置，
[0018]或者，利用超宽带信号模板函数的多项式拟合结合目标斜率识别得到时间戳的索引位置。
[0019]基于以上，本专利技术提供了一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统，包括：搜索区域确定模块，用于基于测距信号对应的采样序列上的多个MAX区域，确定真实信号存在的目标MAX区域，所述采样序列中包括多个采样点；目标斜率搜索模块，用于确定目标MAX区域中的目标斜率，所述目标斜率为不超过最大斜率的斜率；时间戳计算模块，用于基于所述目标斜率识别得到时间戳的索引位置。本申请实施例中采用超宽带技术能够有效测量出时间戳对应的索引位置，步骤较为精简，能够有效降低系统消耗，复杂度比较低，且同时能够提升超宽带测距信号到达时间戳的精度。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例中提供的超宽带测距信号到达时间戳的识别系统的架构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例中超宽带测距信号到达时间戳的识别方法的步骤示意图；
[0023]图3为本申请中公开的超宽带测距信号到达时间戳的识别方法与DECA的识别方法在严重多径下的测距误差对比图；
[0024]图4为本申请中公开的超宽带测距信号到达时间戳的识别方法与DECA的识别方法在LOS环境下的测距精度对比图。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]由于UWB(Ultra
‑
Wide Bandwidth，超宽带)信号的超大带宽，时间分辨率高，抗多径能力强，因此非常适合于高精度室内定位。
[0027]图1为本申请提供的超宽带测距信号到达时间戳的识别系统的可选架构图。参考图1所示，本申请中的超宽带测距信号到达时间戳的识别系统包括
[0028]搜索区域确定模块100，用于基于测距信号对应的采样序列上的多个MAX区域，确定真实信号存在的目标MAX区域。
[0029]其中，多个MAX区域为测距信号对应的采样序列上的搜索区域，搜索区域为达到阈值的第一个采样点到局部极大值结束的区域或者是超过阈值的第一个采样点到局部极大
值结束的区域。
[0030]需要说明的是，阈值可以根据实际情况确定，阈值的大小不宜过高或者过低。阈值的确定因素为：如果阈值过低，容易被噪音干扰，如果阈值过高，容易错过真实信号目标时间点，因此，需要根据测距信号对应的采样序列，设置一个合理的阈值，以便在阈值与局部极大值之间查找信号到达时间戳。
[0031]其中，搜索区域确定模块确定阈值的过程的一种可选方式为根据噪音标准差和最大信号强度进行计算得到，计算公式如下：
[0032]T＝MAX(k*STD,S/N)，
[0033]其中，T为判定阈值，k，N为固定系数，STD为噪音标准差，S为最大信号强度。
[0034]目标斜率搜索模块110，用于确定目标MAX区域中的目标斜率。
[0035]其中，所述目标斜率为不超过最大斜率的斜率。具体的，本申请中的目标斜率可以是最大斜率或者上拉格朗日点对应的斜率，或者下拉格朗日点对应的斜率，也可能是不超过最大斜率的任意值。
[0036]在一种可选实施例中，当目标斜率slopx为不超过最大斜率的斜率时，则目标斜率slopx与相邻的采样点斜率之间的关系为：
[0037]slop
i
≤slopx≤slop
i+1
ꢀꢀꢀ
(1)
[0038]在另一种可选实施例中，当目标斜率为最大斜率slop<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超宽带测距信号到达时间戳的识别系统，其特征在于，包括：搜索区域确定模块，用于基于测距信号对应的采样序列上的多个MAX区域，确定真实信号存在的目标MAX区域，所述采样序列中包括多个采样点；目标斜率搜索模块，用于确定目标MAX区域中的目标斜率，所述目标斜率为不超过最大斜率的斜率；时间戳计算模块，用于基于所述目标斜率识别得到时间戳的索引位置。2.根据权利要求1所述的超宽带测距信号到达时间戳的识别系统，其特征在于，所述目标斜率为拉格朗日点斜率，所述拉格朗日点斜率包括上拉格朗日点斜率和下拉格朗日点斜率，其中上拉格朗日点斜率为采样序列中上拉格朗日点对应的斜率，下拉格朗日点斜率为采样序列中下拉格朗日点对应的斜率。3.根据权利要求1所述的超宽带测距信号到达时间戳的识别系统，其特征在于，所述时间戳计算模块利用线性插值结合目标斜率识别得到时间戳的索引位置，或者，利用超宽带信号模板函数的多项式拟合结合目标斜率识别得到时间戳的索引位置。4.一种超宽带测距...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立震，黄先日，张强，李俊凯，
申请(专利权)人：青岛柯锐思德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：