[发明专利]基于UWB的室内定位系统

说明书

本发明公开了一种基于UWB的室内定位系统，包括：主传感器，设置在定位区域的第一位置作为锚节点；第一从传感器，设置在定位区域的第二位置作为第一桥节点；第二从传感器，设置在定位区域的第三位置作为第二桥节点；待定位标签，以预设频率发出UWB脉冲信号；UWB脉冲信号包括时间戳和待定位标签的UUID；射频模块，用于控制至少一个待定位标签轮流测距；主传感器分别从第一从传感器和第二从传感器接收第二距离信息和第三距离信息；主传感器汇总第一距离信息、第二距离信息和第三距离信息，获取定位信息。设置射频模块，控制多个待定位标签有序地收发UWB脉冲信号，最高可实现1000ms/8=125个待定位标签和基站的测距，实现UWB测距系统扩容。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及一种基于UWB的室内定位系统。

背景技术

超宽带技术（Ultra Wideband，UWB）是一种与传统通信技术有极大差异的通信技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。

在DW1000的设备中，其射频不支持冲突侦听避免(CSMA)机制，若两个标签同时测距，会导致射频冲突。待定位标签比较少的情况下，并且在只有18%的占空比的情况下，有97%的几率不会冲突。若所有标签按1Hz（1秒一次的频率进行测距）工作，占空比为18%，即1秒中内只有0.18s是在收发数据的，最小传输单位为一个字节，用6.8Mbps的速率传输数据，180ms/8≈22.5。也就是说在同一周期内，不能超过22个标签进行测距，UWB定位系统容量较小。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于UWB的室内定位系统，以解决现有技术中的UWB定位系统容量较小的问题。

本发明实施例提供了一种基于UWB的室内定位系统，包括：

主传感器，设置在定位区域的第一位置作为锚节点；

第一从传感器，设置在定位区域的第二位置作为第一桥节点；

第二从传感器，设置在定位区域的第三位置作为第二桥节点；

待定位标签，以预设频率发出UWB脉冲信号；UWB脉冲信号包括时间戳和待定位标签的UUID；

射频模块，用于控制至少一个待定位标签轮流测距；

主传感器根据接收到UWB脉冲信号的时间差获取主传感器与待定位标签之间的第一距离信息；

第一从传感器根据接收到UWB脉冲信号的时间差获取从传感器与待定位标签之间的第二距离信息；

第二从传感器根据接收到UWB脉冲信号的时间差获取从传感器与待定位标签之间的第三距离信息；

主传感器分别从第一从传感器和第二从传感器接收第二距离信息和第三距离信息；

主传感器汇总第一距离信息、第二距离信息和第三距离信息，采用TOF、TdoA和AoA中的一种或多种算法对待定位标签进行定位，获取定位信息。

可选地，还包括：

第三从传感器，设置在定位区域的第四位置作为第三桥节点；

其中，主传感器、第一从传感器和第二从传感器构成第一平面；

主传感器、第一从传感器和第三从传感器构成第二平面。

可选地，主传感器、第一从传感器、第二从传感器和第三从传感器之间通过中心网络或级联的方式实现时间同步。