用于时序管理的井下UWB定位方法、设备及存储介质技术

本申请公开了一种用于时序管理的井下UWB定位方法、设备及存储介质。该方法包括：UWB定位标签基于定位周期和定位频率，广播测距请求消息；接收UWB定位基站返回的测距应答消息，测距应答消息基于UWB定位基站自身的时钟和时间槽占用状态轮盘生成，且测距应答消息至少包括：指示与UWB定位标签的冲突状态的第一信息和指示定位周期内各时间槽的占用状态的第二信息；基于接收的测距应答消息，广播响应消息；其中，定位周期被划分为N个时间槽，N为大于1的整数，时间槽占用状态轮盘对应N个时间槽。如此，可以在井下定位场景下，可以基于时间槽占用状态轮盘实现UWB定位时序管理，有效规避测距失效，进而提高UWB定位测距的可靠性。进而提高UWB定位测距的可靠性。进而提高UWB定位测距的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
用于时序管理的井下UWB定位方法、设备及存储介质


[0001]本申请涉及井下定位领域，尤其涉及一种用于时序管理的井下UWB（Ultra Wide Band，超带宽）定位方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]矿山井下开采有一定的危险性，开采需要在井下布置大量的设备、车辆、人员，各种自然或人为因素造成的灾害、事故对井下工作人员的人身安全造成了极大的威胁。对井下人员、车辆有效的组织管理，以及事故、灾害的救援都需要掌握井下人员、车辆、设备的精确位置数据，井下设备的远程控制、智能控制更离不开井下设备的实时精确位置数据。
[0003]精确定位技术已成为矿井安全生产的重要技术支撑，相关技术中，往往基于UWB定位技术实现井下精确定位，在井下每隔一定距离布置UWB定位基站，人员、车辆或设备携带UWB定位标签，UWB定位基站与UWB定位标签之间通过测量脉冲信号的飞行时间（Time of flight，TOF），精确计算UWB定位标签到UWB定位基站之间的距离。由于UWB定位基站的坐标是已知的，根据UWB定位标签与多个UWB定位基站之间的精确距离，可精确计算出UWB定位标签的坐标。
[0004]由于井下UWB定位标签通常多于1个，若多个UWB定位标签不进行时序管理，则极易发生冲突，即若多个UWB定位标签的请求报文同时到达某个基站，基站在一个测距周期内仅能有效答复一个请求，从而导致其他UWB定位标签测距失败。此外，由于UWB定位标签是按固定时间周期循环发出请求报文的，故严重时将导致部分UWB定位标签测距一直失败。r/>[0005]相关技术中，往往通过主UWB定位基站对各UWB定位标签进行轮询调度，即主UWB定位基站按时序轮询各个UWB定位标签，轮询到的UWB定位标签才可以广播请求报文，从而避免冲突。然而，该方法要求所有UWB定位标签一直处于接收状态，等待主UWB定位基站轮询，UWB定位标签持续处于接收状态时功耗较大，而井下UWB定位标签一般是电池供电，无法满足井下UWB定位标签待机时长的要求。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请实施例提供了一种用于时序管理的井下UWB定位方法、设备及存储介质，旨在实现UWB定位时序管理，提高定位可靠性。
[0007]本申请实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供了一种用于时序管理的井下UWB定位方法，应用于UWB定位标签，该方法包括：基于定位周期和定位频率，广播测距请求消息；接收UWB定位基站返回的测距应答消息，所述测距应答消息基于所述UWB定位基站自身的时钟和时间槽占用状态轮盘生成，且所述测距应答消息至少包括：指示与所述UWB定位标签的冲突状态的第一信息和指示所述定位周期内各时间槽的占用状态的第二信息；基于接收的所述测距应答消息，广播响应消息；
其中，所述定位周期被划分为N个时间槽，N为大于1的整数，所述时间槽占用状态轮盘对应所述N个时间槽。
[0008]在一些实施例中，所述基于接收的所述测距应答消息，广播响应消息，包括：若确定接收的各所述测距应答消息的第一信息均为不冲突状态且第二信息中首个时间槽的占用状态均相同，则广播测距最终消息；或者，若确定接收的各所述测距应答消息中的至少一个第一信息为冲突状态，和/或至少两个第二信息中首个时间槽的占用状态不相同，则终止当前测距，并重新广播测距请求消息。
[0009]在一些实施例中，所述重新广播测距请求消息，包括：依次遍历接收的各测距应答消息的第二信息，直至确定出所有第二信息中时间槽的占用状态均为当前定位周期内未被占用状态对应的时间槽序号；基于确定出的时间槽序号确定重新广播测距请求消息的校准时间；在所述校准时间广播测距请求消息。
[0010]在一些实施例中，所述方法还包括：基于各测距应答消息的第二信息计算相应的UWB定位基站的时间槽占用率；基于最大的所述时间槽占用率调整所述UWB定位标签的所述定位频率；其中，所述时间槽占用率为当前定位周期内未被占用状态的时间槽的数量与N的比值，重新广播的所述测距请求消息携带调整后的所述定位频率。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种用于时序管理的井下UWB定位方法，应用于UWB定位基站，所述方法包括：接收来自UWB定位标签的测距请求消息；针对所述测距请求消息，基于所述UWB定位基站自身的时钟和时间槽占用状态轮盘生成测距应答消息，且所述测距应答消息至少包括：指示与所述UWB定位标签的冲突状态的第一信息和指示定位周期内各时间槽的占用状态的第二信息；发送所述测距应答消息给所述UWB定位标签；其中，所述定位周期被划分为N个时间槽，N为大于1的整数，所述时间槽占用状态轮盘对应所述N个时间槽。
[0012]在一些实施例中，所述方法还包括：构建所述时间槽占用状态轮盘；其中，所述时间槽占用状态轮盘包括与所述N个时间槽对应的占用状态标识位，各所述占用状态标识位标识相应的所述时间槽的占用状态码。
[0013]在一些实施例中，所述基于所述UWB定位基站自身的时钟和时间槽占用状态轮盘生成测距应答消息，包括：基于所述UWB定位基站自身的时钟，以当前时间指向的时间槽为起点，将所述时间槽占用状态轮盘序列化为时间槽占用状态数组；基于所述时间槽占用状态数组中元素值得到所述第一信息和所述第二信息；所述方法还包括：每间隔所述定位周期，更新所述时间槽占用状态轮盘。
[0014]第三方面，本申请实施例提供了一种UWB定位标签，包括：处理器和用于存储能够
在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行本申请实施例第一方面所述方法的步骤。
[0015]第四方面，本申请实施例提供了一种UWB定位基站，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行本申请实施例第二方面所述方法的步骤。
[0016]第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例第一方面或者第二方面所述方法的步骤。
[0017]本申请实施例提供的技术方案，UWB定位标签基于定位周期和定位频率，广播测距请求消息；接收UWB定位基站返回的测距应答消息，测距应答消息基于UWB定位基站自身的时钟和时间槽占用状态轮盘生成，且测距应答消息至少包括：指示与UWB定位标签的冲突状态的第一信息和指示定位周期内各时间槽的占用状态的第二信息；基于接收的测距应答消息，广播响应消息；其中，定位周期被划分为N个时间槽，N为大于1的整数，时间槽占用状态轮盘对应N个时间槽。如此，可以在井下定位场景下，可以基于时间槽占用状态轮盘实现UWB定位时序管理，有效规避测距失效，进而提高UWB定位测距的可靠性。
附图说明
[0018]图1为本申请实施例UWB定位标签侧的井下UWB定位方法的流程示意图；图2为本申请实施例UWB定位基站侧的井下UWB定位方法的流程示意图；图3为本申请一应用示例初始状态UWB定位基站的时间槽占用状态轮盘示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于时序管理的井下超带宽UWB定位方法，其特征在于，应用于UWB定位标签，所述方法包括：基于定位周期和定位频率，广播测距请求消息；接收UWB定位基站返回的测距应答消息，所述测距应答消息基于所述UWB定位基站自身的时钟和时间槽占用状态轮盘生成，且所述测距应答消息至少包括：指示与所述UWB定位标签的冲突状态的第一信息和指示所述定位周期内各时间槽的占用状态的第二信息；基于接收的所述测距应答消息，广播响应消息；其中，所述定位周期被划分为N个时间槽，N为大于1的整数，所述时间槽占用状态轮盘对应所述N个时间槽。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于接收的所述测距应答消息，广播响应消息，包括：若确定接收的各所述测距应答消息的第一信息均为不冲突状态且第二信息中首个时间槽的占用状态均相同，则广播测距最终消息；或者，若确定接收的各所述测距应答消息中的至少一个第一信息为冲突状态，和/或至少两个第二信息中首个时间槽的占用状态不相同，则终止当前测距，并重新广播测距请求消息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重新广播测距请求消息，包括：依次遍历接收的各测距应答消息的第二信息，直至确定出所有第二信息中时间槽的占用状态均为当前定位周期内未被占用状态对应的时间槽序号；基于确定出的时间槽序号确定重新广播测距请求消息的校准时间；在所述校准时间广播测距请求消息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于各测距应答消息的第二信息计算相应的UWB定位基站的时间槽占用率；基于最大的所述时间槽占用率调整所述UWB定位标签的所述定位频率；其中，所述时间槽占用率为当前定位周期内未被占用状态的时间槽的数量与N的比值，重新广播的所述测距请求消息携带调整后的所述定位频率。5.一种用于时序管理的井下UWB定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，毕林，王李管，李金玲，
申请(专利权)人：长沙迪迈数码科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：