一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法技术

本发明专利技术提供了一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法，该方案采用将定位基站设置在以上位机为圆心的同一圆周上，再设置定位基站在接收到标签信号后立即向上位机发送编码信号，由上位机统一计时，能够无需各个定位基站单独计时，也无需各个定位基站之间时钟同步，省去了同步电缆的铺设成本。

A location method without clock synchronization based on UWB

The invention provides a clock-free synchronization positioning method based on UWB, in which the positioning base station is set on the same circumference with the upper computer as the center of the circle, and then the positioning base station is set to send the coded signal to the upper computer immediately after receiving the tag signal, and the upper computer can unify the timing, thus eliminating the need for each positioning base station. Individual timing also eliminates the need for clock synchronization between the locating base stations and eliminates the cost of laying synchronous cables.

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法
本专利技术涉及的是定位领域，尤其是一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法。
技术介绍
在现有技术中，UWB定位时基于TDOA算法解算定位，目前的做法通常是采用定位基站上自带的本地时钟计时，用于获取定位标签发送标签信号到各个定位基站的时间，再通过测得的接收时间计算出各个基站之间的标签信号的到达时差，再将到达时差代入TDOA算法计算得出定位标签的实时位置。但是采用各个定位基站利用本地时钟获取标签信号的传输时间就需要各个定位基站的本地时钟同步，现有的做法是在各个基站之间铺设同步电缆，无形之中就增加了投入成本，并且如果时用在定位场所较大、定位基站较多的环境下则会造成极大地成本增加，这是现有技术所存在的不足之处。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法，该方案采用将定位基站设置在以上位机为圆心的同一圆周上，再设置定位基站在接收到标签信号后立即向上位机发送编码信号，由上位机统一计时，能够无需各个定位基站单独计时，也无需各个定位基站之间时钟同步，省去了同步电缆的铺设成本。本方案是通过如下技术措施来实现的：一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法，包括有以下步骤：a、将若干个定位基站设置在以上位机为圆心的同一圆周上；b、每个定位基站都会发送唯一的编码信号到上位机；由于各个基站与上位机的距离相等，各个基站传输编码信号到上位机的时间均为T；c、定位标签发出标签信号，定位基站接收到标签信号后立即向上位机发送编码信号；d、上位机在接受到第一组编码信号后开始计时，此后每接收到一组编码信号都标记一个时间戳；e、根据时间戳能够确定各个定位基站之间接收到标签信号的到达时差；f、将到达时差代入TDOA算法即可计算得出定位标签的位置；g、通过卡尔曼滤波算法消除误差，完成定位。作为本方案的优选：定位基站的数量不低于3个。作为本方案的优选：各个定位基站与上位机通过无线信号通讯。作为本方案的优选：各个定位基站之间不设置同步电缆。作为本方案的优选：各个定位基站内均不设置本地时钟。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中采用将定位基站设置在以上位机为圆心的同一圆周上，再设置定位基站在接收到标签信号后立即向上位机发送编码信号，由上位机统一计时，能够无需各个定位基站单独计时，也无需各个定位基站之间时钟同步，省去了同步电缆的铺设成本。由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。附图说明图1为本专利技术具体实施方式的示意图。图中，1为定位标签，2-5为定位基站，6为上位机。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本方案包括有以下步骤：a、将若干个定位基站设置在以上位机为圆心的同一圆周上；b、每个定位基站都会发送唯一的编码信号到上位机；由于各个基站与上位机的距离相等，各个基站传输编码信号到上位机的时间均为T；c、定位标签发出标签信号，定位基站接收到标签信号后立即向上位机发送编码信号；d、上位机在接受到第一组编码信号后开始计时，此后每接收到一组编码信号都标记一个时间戳；e、根据时间戳能够确定各个定位基站之间接收到标签信号的到达时差；f、将到达时差代入TDOA算法即可计算得出定位标签的位置；g、通过卡尔曼滤波算法消除误差，完成定位。定位基站的数量不低于3个。各个定位基站与上位机通过无线信号通讯。各个定位基站之间不设置同步电缆。各个定位基站内均不设置本地时钟。下面结合附图阐述一下本方案的实施例：首先将2-5号定位基站安装在按照以上位机为圆心的同一圆周上，然后当定位标签发出标签信号后，定位基站在接收到标签信号的同时立即向上位机发送编码信号，信号传输路径如图1箭头指向所示。在本方案中，上位机首先接收到2号定位基站的编码信号，然后上位机开始计时，在2ms后接收到4号基站的编码信号，此时上位机标记一个4号基站的时间戳，并且继续计时，1ms后接收到3号定位基站的编码信号，上位机标记一个3号基站的时间戳，然后在1ms后接收到5号基站的编码信号，上位机再次标记一个5号基站的时间戳。根据上位机记录的时间戳，能够得出2号基站与4号基站之间的标签信号到达时差为2ms，4号基站与3号基站之间的标签信号到达时差为1ms，3号基站与5号基站之间的标签信号到达时差为1ms，2号基站与3号基站之间的标签信号到达时差为3ms，2号基站与5号基站之间的标签信号到达时差为4ms，4号基站与5号基站之间的标签信号到达时差为2ms。上位机将上述各个定位基站之间的标签信号到达时差代入TDOA算法即可解算得出定位标签的位置信息，在经过卡尔曼滤波算法消除误差完成定位工作。本专利技术并不局限于前述的具体实施方式。本专利技术扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法，其特征是：包括有以下步骤：a、将若干个定位基站设置在以上位机为圆心的同一圆周上；b、每个定位基站都会发送唯一的编码信号到上位机；由于各个基站与上位机的距离相等，各个基站传输编码信号到上位机的时间均为T；c、定位标签发出标签信号，定位基站接收到标签信号后立即向上位机发送编码信号；d、上位机在接受到第一组编码信号后开始计时，此后每接收到一组编码信号都标记一个时间戳；e、根据时间戳能够确定各个定位基站之间接收到标签信号的到达时差；f、将到达时差代入TDOA算法即可计算得出定位标签的位置；g、通过卡尔曼滤波算法消除误差，完成定位。

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB的无需时钟同步的定位方法，其特征是：包括有以下步骤：a、将若干个定位基站设置在以上位机为圆心的同一圆周上；b、每个定位基站都会发送唯一的编码信号到上位机；由于各个基站与上位机的距离相等，各个基站传输编码信号到上位机的时间均为T；c、定位标签发出标签信号，定位基站接收到标签信号后立即向上位机发送编码信号；d、上位机在接受到第一组编码信号后开始计时，此后每接收到一组编码信号都标记一个时间戳；e、根据时间戳能够确定各个定位基站之间接收到标签信号的到达时差；f、将到达时差代...

【专利技术属性】
技术研发人员：李谦，
申请(专利权)人：四川省靓固智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51