[发明专利]一种UWB系统的动态精度标定方法

说明书

本发明涉及一种UWB系统的动态精度标定方法，属于精度标定技术领域。标定方法包括：将UWB标签固定在工业机器人的末端，测量得到UWB标签相对于工业机器人末端的距离；控制机器人按照预先规划好的轨迹运动，工业机器人记录UWB标签的运动轨迹，得到UWB标签的真实位置信息；同时通过UWB系统监测UWB标签，得到UWB标签的观测位置信息；将真实位置信息和观测位置信息进行统一；在统一坐标系下，比较真实位置信息和观测位置信息的差异；根据差异计算UWB系统的动态运动误差，完成UWB系统的动态精度标定。本发明利用工业机器人精度高、稳定性好、且能够三维运动特点，提高了UWB系统动态精度标定的准确性，并且本发明整体标定过程简单，可靠。

技术领域

本发明涉及一种UWB系统的动态精度标定方法，属于精度标定技术领域。

背景技术

随着人们对室内环境下LBS(location based service)的需求愈加强烈，室内定位技术受到学者的广泛研究和关注。超声波、红外线、WIFI、蓝牙、RFID、如图1所示的UWB超宽带等多种室内定位技术的发展，使人们在商场购物、地下停车和展厅参观时能快速地进行自身定位和目的地导航。

其中，UWB(Ultra Wide Band)超宽带室内定位技术作为一种新兴的一种室内定位技术，具有穿透能力强、系统结构简单和定位精度高的优点，在生产车间、博物馆和展厅等场所应用广泛。研究UWB室内定位系统的动态精度标定方法对于和改善UWB的定位精度和拓展UWB技术的应用领域具有重要作用。

UWB系统的动态精度标定难度较高，例如：期刊为《测绘科学技术学报》、期刊号为1673-6338(2017)02-0147-05的期刊文章公开了一种基于运动捕捉系统的UWB室内定位精度标定方法，该方法的实现是基于两个实验完成的：一是使用全站仪对运动捕捉系统进行精度验证，通过布尔莎七参数坐标转换模型对实验数据进行处理，表明了运动捕捉系统的精度满足要求，可以用于标定UWB室内定位系统的精度；二是通过运动捕捉系统来标定UWB室内定位系统的精度，以运动捕捉系统采集的数据为真值，将UWB室内定位系统采集的数据与运动捕捉系统采集的数据进行比较，完成了UWB系统的精度标定。

然而上述标定方法复杂、标定结果(尤其是Z轴)并不准确。

发明内容

本申请的目的在于提供一种UWB系统的动态精度标定方法，用以解决现有标定方案标定复杂且不准确的问题。

为实现上述目的，本申请提出了一种UWB系统的动态精度标定方法的技术方案，包括以下步骤：

1)将UWB标签固定在工业机器人的末端，测量得到UWB标签相对于工业机器人末端的距离；

2)控制工业机器人按照预先规划的轨迹运动；工业机器人记录UWB标签的运动轨迹，得到UWB标签的真实位置信息；同时通过UWB系统监测所述UWB标签，得到UWB标签的观测位置信息；

3)将上述UWB标签的真实位置信息和UWB标签的观测位置信息的坐标进行统一；

4)在统一坐标系下，比较UWB标签的真实位置信息和UWB标签的观测位置信息的差异；

5)根据所述差异计算UWB系统的动态运动误差，完成UWB系统的动态精度标定。