[发明专利]基于UWB时间反演的障碍物材质识别及测距误差校正方法

权利要求书

1.基于UWB时间反演的障碍物材质识别及测距误差校正方法，包括基于UWB时间反演的障碍物材质识别方法和测距误差校正方法；是针对在室内或有障碍物环境下，两个UWB节点之间传递信号时不可避免的遇到障碍物，根据UWB节点接收信号的能量和峰值，判断该障碍物的材质，同时根据障碍物的材质属性，对测距偏差值进行误差校正；其特征在于：

所述基于UWB时间反演的障碍物材质识别方法和测距误差校正方法，包括三方面内容：

一、构建不同类型障碍物材质属性的数据库；

二、测试并识别待测障碍物的材质属性；

三、根据误差校正数学模型计算待测障碍物造成的测距偏差值，进行测距误差校正；

所述一、构建不同类型障碍物材质属性的数据库，包括如下步骤：

⑴设定至少二个UWB节点，构建测试不同障碍物的材质属性测试系统；

⑵分别测试并计算不同障碍物各自的幅度系数、能量系数、材质系数；

⑶根据步骤⑵所获得的不同障碍物各自的幅度系数、能量系数、材质系数，建立多信息融合数学模型；

⑷将所述多信息融合数学模型录入数据库，构建具有不同障碍物材质属性的数据库；

所述二、测试并识别待测障碍物的材质属性，包括如下步骤：

⑴将待测障碍物放入两个UWB节点之间，打开各UWB节点开始测试；

⑵测试并计算所述待测障碍物的幅度系数、能量系数、材质系数；

⑶根据所测试并计算出的待测障碍物的幅度系数、能量系数、材质系数，建立多信息融合数学模型；

⑷匹配数据库中的多信息融合数学模型，得出待测障碍物的材质和厚度属性；

⑸确定待测障碍物的材质和厚度；

所述三、根据误差校正数学模型计算待测障碍物造成的测距偏差值，进行测距误差校正，包括如下步骤：

⑴根据已确定的待测障碍物材质和厚度，建立误差校正数学模型，得出待测障碍物造成的测距偏差值；

⑵根据所得出的测距偏误值，校正所测得的初步位置距离；

⑶确定两节点间距离，以实现更高精度的定位；

所述幅度系数的计算，按如下公式：

公式(1)中，f_AMC代表幅度系数，A_sp代表sp点信道响应的峰值，t_sp表示信道响应峰值对应的时间；

所述能量系数的计算，按如下公式：

公式(2)中，f_ENC代表能量系数，E_WTRmax是时间反演的聚焦能量的峰值，是聚焦时间；

所述材质系数的计算，按如下公式：

公式(3)中，f是材质系数，f₀是两个UWB节点间无障碍物时的峰值点。

2.如权利要求1所述基于UWB时间反演的障碍物材质识别及误差校正方法，其特征在于：所述UWB节点是具备能量和峰值可测量的UWB节点。

3.如权利要求1所述基于UWB时间反演的障碍物材质识别及误差校正方法，其特征在于：所述建立误差校正数学模型，是采用matlab做多元线性回归，并按如下公式建立：

△d＝a×E_WTRmax+b×A_sp+c (4)

公式(4)中，Δd是测距偏差值，a、b、c为相应的拟合参数。