[发明专利]多参考节点UWB高效测距方法、装置及系统

说明书

本申请揭示了一种多参考节点UWB高效测距方法、装置及系统，在标签端直接广播对已知节点进行测距的测距请求，不进行未知节点的主动探测，但对未知节点的响应消息进行解析，将未知节点作为新探测到的节点，并向原有已知节点和新探测到的节点发送测距过程中的测距信息，以便节点根据测距信息计算节点与标签之间的距离，由于节点采用被动应答的方式，测距过程中的中间测距信息在标签和节点之间的无线消息中传递，因此节点不需要保存测距的中间数据，这样节点在多标签竞争测距时具有更高的鲁棒性，且标签由于无需进行主动探测的过程，因此功耗较小。

技术领域

本发明属于测距技术领域，涉及一种多参考节点UWB(英文全称：Ultra Wideband，中文：超宽带)高效测距方法、装置及系统。

背景技术

随着技术的不断发展，矿井下对人员与设备进行高精度定位的要求越发突出，同时由于UWB定位技术有定位精度高、抗多径效果好等特点，UWB定位技术在矿井下安全生产、提高生产与管理效率等方面的应用越来越多。

在基于TOF(英文全称:Time of Flight，中文：飞行时间)的UWB定位系统中，标签与节点进行单次测距的时间决定了定位系统可容纳的最大标签数量。标签与节点的测距过程主要可分为探测与测距两部分，即标签先探测周围的节点，然后再与这些节点进行测距。这种测距方式的测距时间较长，在节点需要服务多个标签时，节点则需要长时间运行，使得系统容量下降且标签的功耗较大。

发明内容

为了解决相关技术中标签先探测周围的节点，然后再与这些节点进行测距时，导致测距时间较长、系统容量下降且标签的功耗较大的问题，本申请提供了一种多参考节点UWB高效测距方法、装置及系统。具体技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种多参考节点UWB高效测距方法，应用于标签中，所述方法包括：

广播发送测距请求，所述测距请求包括所述标签的标签标识、待测距节点的节点地址列表以及所述测距请求发送时的时间戳t₁；

接收响应消息，所述响应消息是节点在接收到所述测距请求后发送的，所述响应消息包括所述测距请求中的标签标识、所述节点的节点地址、所述时间戳t₁、所述节点接收到所述测距请求时的时间戳t₂以及所述响应消息发送时的时间戳t₃；

在确定所述响应消息内的标签标识正确时，记录接收到所述响应消息时的时间戳t₄；

若所述响应消息内的节点地址不位于所述节点地址列表中，则将所述节点地址存储至所述节点地址列表内；

向所述节点地址列表内的各节点发送确认应答消息，所述确认应答消息包括节点地址以及与所述节点地址对应的测距信息，所述测距信息包括所述时间戳t₁、所述时间戳t₂、所述时间戳t₃、所述时间戳t₄以及所述确认应答消息发送时的时间戳t₅，所述确认应答消息用于触发节点根据接收到所述确认应答消息时的时间戳t₆以及与所述节点对应的所述测距信息，计算所述节点与所述标签之间的距离。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述接收响应消息，包括：

在发送所述测距请求的第一预定时长内接收响应消息，所述响应消息为已知节点发送的，所述已知节点为节点地址位于所述测距请求的节点地址列表中的节点；

在所述第一预定时长结束后的第二预定时长内接收响应消息，所述响应消息为未知节点发送的，所述未知节点为节点地址不位于所述测距请求的节点地址列表中的节点。

结合第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，在确定所述响应消息内的标签标识正确之后，所述方法还包括：