【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超宽带定位，具体是涉及基于aoa的3d超宽带定位方法。
技术介绍
1、在目前无线应用市场中，基于超宽带的定位基本是采用基于信号到达角度的定位算法(angle-of-arrival：aoa)，其是典型的单基站定位算法，工作原理是在接收设备放置一维(1d)天线阵列，通过不同位置天线(如图1中的天线a1、a2、a3)收到同一信号的接收时间差，计算接收天线阵列与发射机之间的交错夹角，加上通过tof计算出发射器到某个接收天线的距离，推算出发射机相对于接收天线的二维(2d)平面位置。
2、通常aoa算法只是通过基本测距和计算到达角度，从而得到发射机相对于接收天线的二维位置(x，y)坐标，这个二维平面是接收天线阵列所在的一个参考平面(xy)。在aoa算法中，通常忽略了发射机在z轴的坐标(实际强制设为0)。在手机中典型用例是iphone的airtag超宽带应用。如图2所示，在iphone应用中，内置的超宽带定位芯片u1有三个接收链路，分别对应3根天线；iphone所在平面为xy平面，3根天线沿着x轴排列；在应用中，z轴坐标被强制设为0，所以，如图3所示，定位的结果只显示在yx平面上airtag(定位标签)相对于iphone天线(a1)的距离和角度，在手机屏幕上，可以方便显示2d定位结果。iphone应用使用aoa算法，作为单基站可以完成定位功能。
3、基于aoa可以实现单基站的2d定位，即用于定位的接收链路在同一个基站里，结构简单。区别于单基站定位系统，更常见的基于tof的定位系统，例如gps或北斗定位系统
4、在实际应用中，例如在智能仓储和智慧家庭超宽带定位应用中，经常需要得到发射机的高度信息，即z轴的坐标，来实现3d定位；定位器往往会以86盒面板类产品形态出现，86盒面板贴在在墙面上，要同时获得xy坐标和z坐标，显然不能只在x轴方向布置天线；但在通常的算法中，做3d定位一般需要类似gps那样的系统的3、4个基站，在很多应用中，这种复杂的基站布局非常难以实现。于是，如何在保持单基站定位的基础上，实现3d定位且能够适应现有的产品形态就成为一个需要解决的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了基于aoa的3d超宽带定位方法，通过在不同平面设置不同的天线阵列，计算得到3d定位。
2、本专利技术所述的基于aoa的3d超宽带定位方法，包括以下步骤：
3、步骤1、沿x轴依次设置天线a1,…an，n为正整数，表示天线数量；以xy轴为参考平面，其中x轴上天线a1的位置为参照点，通过aoa算法计算出发射机在xy平面相对于该参照点的位置(x，y)；
4、步骤2、沿z轴依次设置天线b1,…bn，n为正整数，表示天线数量；以xz轴为参考平面，以z轴上天线b1的位置为参照点，通过aoa算法计算出发射机在xz轴的坐标(x，z)；
5、步骤3、根据步骤1和步骤2的结果合并得到发射机的三维位置(x，y，z)。
6、进一步的，x轴和z轴上的天线阵列共用一根天线作为参照点，即a1＝b1，则三维位置直接取得到的坐标值(x，y，z)。
7、进一步的，x轴上作为参照点的天线与z轴上作为参照点的天线不是同一根，即a1≠b1，则在则在xz平面做2d定位计算时，其结果(x，z)中只取z值用于产生3d坐标，其余的x和y值取在xy平面定位计算得到的坐标值。
8、进一步的，x轴和z轴的天线各需至少2根。
9、本专利技术所述的有益效果为：本专利技术所述的方法能够方便的实现基于aoa原理的3d超宽带单基站定位。基于本专利技术的3d aoa超宽带定位单基站方法解决了在智能仓储和智慧家庭场景中需要高度坐标的痛点；本专利技术所述的基于aoa的单机定位方法相对于基于tof的多基站定位方法而言，非常适合仓储和家庭室内安装使用，尤其适合基于86盒产品形态的超宽带定位设备在智慧家庭中的应用和推广。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于AoA的3D超宽带定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于AoA的3D超宽带定位方法，其特征在于，X轴和Z轴上的天线阵列共用一根天线作为参照点，即A1＝B1，则三维位置直接取得到的坐标值(x，y，z)。
3.根据权利要求1所述的基于AoA的超宽带3D定位方法，其特征在于，X轴上作为参照点的天线与Z轴上作为参照点的天线不是同一根，即A1≠B1，则在则在XZ平面做2D定位计算时，其结果(x，z)中只取z值用于产生3D坐标，其余的x和y值取在XY平面定位计算得到的坐标值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于AoA的超宽带3D定位方法，其特征在于，X轴和Z轴的天线各需至少2根。
【技术特征摘要】
1.基于aoa的3d超宽带定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于aoa的3d超宽带定位方法，其特征在于，x轴和z轴上的天线阵列共用一根天线作为参照点，即a1＝b1，则三维位置直接取得到的坐标值(x，y，z)。
3.根据权利要求1所述的基于aoa的超宽带3d定位方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊峰，
申请(专利权)人：南京宇都通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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