[发明专利]基于UWB定位的分层立体监测方法及系统

权利要求书

1.一种基于UWB定位的分层立体监测方法，其特征在于，包括：

步骤S1，将施工场地的三维空间划分为至少两个三维区域，其中，每个三维区域均设置4个两两之间可通信的UWB定位基站；

步骤S2，施工人员携带UWB定位标签进入施工场地，当所述UWB定位标签位于任意一个三维区域内，所述UWB定位标签与该三维区域内的4个UWB定位基站均进行通信；施工场地中的各UWB定位基站在可通信范围内的测距信息被实时上传至上位机；

步骤S3，所述上位机根据各UWB定位基站在可通信范围内的测距信息判定所述UWB定位标签位于哪个三维区域；

步骤S3具体包括：

步骤S31，所述上位机判断是否有三维区域内的4个UWB定位基站与所述UWB定位标签均有测距信息，若有则执行步骤S32，否则重复所述步骤S31；

所述步骤S32，所述上位机判断三维区域的数量是否为一个，若是则执行步骤S33，否则执行步骤S34；

所述步骤S33，所述上位机判定所述UWB定位标签位于该三维区域；

所述步骤S34，所述上位机分别计算每个三维区域内的4个UWB定位基站对所述UWB定位标签的测距信息之和，得到多个测距信息之和；

步骤S35，所述上位机比较所述步骤S34计算得到的多个测距信息之和的大小，得到最小值，并判定所述UWB定位标签位于所述最小值对应的三维区域；

步骤S4，所述上位机根据所述步骤S3确定的三维区域内的4个UWB定位基站与所述UWB定位标签之间的距离信息，进行坐标解算，得到所述UWB定位标签的三维坐标；

步骤S5，所述上位机显示三维定位图像。

2.根据权利要求1所述的基于UWB定位的分层立体监测方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：以预先设置的第一长度为最小划分单位对施工场地三维空间的水平长距离方向进行划分，以预先设置的第二长度为最小划分单位对施工场地三维空间的水平宽距离方向进行划分，以预先设置的第三长度为最小划分单位对施工场地三维空间的竖直方向进行划分，形成所述至少两个三维区域；相邻的三维区域形成的交界点处均设置一个UWB定位基站。

3.根据权利要求1或2所述的基于UWB定位的分层立体监测方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：利用最大似然估计法改进三维TOA定位算法，将各UWB定位基站与所述UWB定位标签之间的距离信息的公式相减，并利用改进后的三维TOA定位算法进行坐标解算。

4.根据权利要求1或2所述的基于UWB定位的分层立体监测方法，其特征在于，还包括：将任意一个UWB定位基站设置为系统原点基站，其余UWB定位基站将自身在可通信范围内的测距信息直接发送或者中继转发到系统原点基站，所述系统原点基站通过无线方式将各UWB定位基站在可通信范围内的测距信息统一上传给所述上位机。