[发明专利]一种基于UWB的对称双边双程测距优化算法

说明书

本发明公开了一种基于UWB的对称双边双程测距优化算法，包括以下步骤：采集实际工程中的真实数据作为测量数据样本、采用主流算法公式进行算法计算、UWB算法优化以及优化性能评估；本发明通过基于UWB技术实现数据传输，具有传输速率高、越障能力强、功耗低、抗多径干扰能力强、定位精度高的优点，更加适用于对室内高精度的定位，通过基于UWB技术优化的对称双边双程测距算法进行优化可以提高算法的计算精度和定位精度，可以有效解决在对称双边双程测距算法环境下算法的稳定性低的问题。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于UWB的对称双边双程测距优化算法。

背景技术

二十一世纪即信息时代，信息领域的迅速发展逐渐改变了人们的生活，使世界充满未知和无限可能UWB技术由于其低成本、低功耗、隐蔽性好、传输速度快等特点，一直在通信领域得到重要应用，在物理距离测量领域有一种被广泛应用的算法，即对称双边双程测距算法，该算法因其公式简单，计算误差小的特点，在精密仪器制造业得到广泛的应用，但是该算法计算效率低，算法在实际使用中效率较低，浪费了大量的人力和物力成本，这些问题间接增加了企业的负担，因此，本发明提出一种基于UWB的对称双边双程测距优化算法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明通过基于UWB技术实现数据传输，具有传输速率高、越障能力强、功耗低、抗多径干扰能力强、定位精度高的优点，更加适用于对室内高精度的定位，通过基于UWB技术优化的对称双边双程测距算法进行优化可以提高算法的计算精度和定位精度，可以有效解决在对称双边双程测距算法环境下算法的稳定性低的问题。

本发明提出一种基于UWB的对称双边双程测距优化算法，包括以下步骤：

步骤一：采集测量数据，采集实际工程中的真实数据作为测量数据样本；

步骤二：算法计算，将采集的测量数据样本输入到对称双边双向测距算法中，再采用主流算法公式进行计算；

步骤三：UWB算法优化，当测量数据样本在对称双边双程测距算法中循环时，判断测量数据样本是否符合标准系统使用的判断标准；

步骤四：优化性能评估，将基于UWB的对称双边双程测距优化算法与之前的隐藏算法进行比较，得出性能评估结果。

进一步改进在于：所述步骤二中对称双边双程测距算法的具体计算过程为：在对称双边双程测距算法中，节点之间会有更多的信息交换，假设A节点收到B节点的响应信号后等待一段时间返回距离信息，B节点接收信号并记录接收信号的时间，则两次信号的往返延迟时间计算公式如公式(1)和(2)所示：

t_roundA＝2TOF+t_replyB (1)

t_roundB＝2TOF+t_replyA (2)

其中，t_roundA为A节点的往返延迟时间，t_roundB为B节点的往返延迟时间。

进一步改进在于：所述步骤二中A节点和B节点的两次交换中，测量信号的时间出现重复，考虑到信息交换的整个过程，对公式(1)和(2)进行整理，得到等式(3)：

其中，TOF为飞行时间距离。

进一步改进在于：所述步骤二中考虑到时钟漂移的影响，测得的TOF计算公式如公式(4)所示，真实的TOF和测量的TOF之间的误差计算公式如公式(5)所示：

其中，为真实的TOF和测量的TOF之间的误差。