[发明专利]基于超宽带和超声波的定位方法和定位装置

权利要求书

1.一种基于超宽带和超声波的定位方法，在每一个时间周期T内，该定位方法执行如下步骤：

获取多个基站节点的位置信息；

利用超宽带测距和超声波测距结合的方法得到定位目标到多个基站节点中至少3个基站节点的距离；以及

利用所述至少3个基站节点的位置信息以及所述定位目标到所述至少3个基站节点的距离，确定所述定位目标的位置信息；

定位目标向所述至少3个基站节点发送基于第一超宽带信号的轮询数据包；

符合地址信息的基站节点收到轮询数据包后，向所述定位目标发送基于第二超宽带信号的请求包且记录所述第二超宽带信号的发送时间；

向所述定位目标发送基于第二超宽带信号的所述请求包的同时，启动基站节点的超声波信号定时器开始计时；

在所述定位目标收到所述请求包后，向所述基站节点发送基于第三超宽带信号的应答包的同时，所述定位目标向所述基站节点发送基于超声波信号的另一应答包，而且，在所述基站节点接收所述应答包且记录所述第三超宽带信号的接收时间的同时，接收另一应答包且使得所述超声波信号定时器停止计 时而获得第二时间T2；

测量所述定位目标的移动速度V；

计算所述第二超宽带信号的发送时间与所述第三超宽带信号的接收时间之差作为第一时间T1；

利用超宽带测距和超声波测距结合的方法测量定位目标到所述至少3个基站节点的距离还包括：对于所述至少3个基站节点中的每个，进行以下步骤：

利用公式(T1/2)*V1计算得到第一距离s1；

利用公式T2*V2计算得到第二距离s2；

利用公式V*T计算得到所述定位目标的移动距离；

计算当前周期得到的所述第二距离与前一周期得到的第二距离之间的差值；

将所述差值与所述定位目标的移动距离进行比对，根据对比结果计算获得所述定位目标到所述基站节点的距离s，其中s=s1*a+s2*b,a为超宽带信号的权重，b为超声波信号的权重，a的范围为50%以上且90%以下，b的范围为10%以上且50%以下，a+b=1，

其中V1是光速，V2是声音的传播速度。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其中利用超宽带测距和超声波测距结合的方法测量定位目标到所述至少3个基站节点的距离包括如下步骤：

所述定位目标向所述至少3个基站节点发送轮询数据包，所述轮询数据包包括所述至少3个基站节点之一的地址信息；

符合所述地址信息的所述基站节点收到所述轮询数据包后，向所述定位目标发出请求包；

所述定位目标收到所述请求包后，向所述基站节点发送应答包;以及

所述基站节点接收所述应答包，

对所述至少3个基站节点中的每个重复以上步骤。

3.根据权利要求2所述的定位方法，其中利用超宽带测距和超声波测距结合的方法测量定位目标到所述至少3个基站节点的距离包括：

所述定位目标向所述至少3个基站节点发送基于第一超宽带信号的所述轮询数据包；

符合所述地址信息的所述基站节点收到所述轮询数据包后，向所述定位目标发送基于第二超宽带信号的所述请求包并记录所述第二超宽带信号的发送时间；

所述定位目标收到所述请求包后，向所述基站节点发送基于第三超宽带信号的应答包；

所述基站节点接收所述应答包且记录所述第三超宽带信号的接收时间；以及

得到所述第二超宽带信号的发送时间与所述第三超宽带信号的接收时间之差作为第一时间T1。

4.根据权利要求3所述的定位方法，其中所述第一超宽带信号的轮询数据包还包括超声波同步信息，所述定位方法还包括：所述基站节点在向所述定位目标发送基于第二超宽带信号的所述请求包的同时，启动超声波信号定时器。

5.根据权利要求1所述的定位方法，还包括：在所述基站节点接收另一应答包且使得所述超声波信号定时器停止计 时而获得第二时间T2的同时，利用惯性导航系统测得所述定位目标的移动速度V。