[发明专利]基于阵列调频连续波和传感算法的厂线用定位系统

权利要求书

1.一种基于阵列调频连续波和传感算法的厂线用定位系统，其特征在于，包括3D模型构建单元、移动设备、无线充电单元和MCU，所述移动设备上设有加速度计、陀螺仪和地磁传感器，所述3D模型构建单元内置有收发器；在一空间内根据空间高度和空间平面面积布置所述3D模型构建单元，所述移动设备设于被测物体上；在空间的出入口布置所述无线充电单元，将所述无线充电单元所在位置作为传感数据采集起点；所述收发器进行单发多收逐一循环，对发射信号进行调频，所述收发器中的接收器接收所有反射信号并记录原始数据形成3D Matlab图像元素矩阵；被测物体移动时采集加速度计、陀螺仪、地磁传感器数据并上传至所述MCU，完成惯性位移计算和轨迹形成；根据反射信号的3D Matlab图像元素矩阵形成3D建模，通过位移轨迹纠正因为金属物和其它电磁干扰形成的偏移，最终形成物体位置和状态，完成GUI图像呈现。

2.如权利要求1所述基于阵列调频连续波和传感算法的厂线用定位系统，其特征在于，所述布置3D模型构建单元，包括：

根据空间高度x，算出每一个3D模型构建单元覆盖到的半径为的圆型信号覆盖区Z的面积A为πr²；

根据空间平面面积和每个3D模型构建单元的信号覆盖区Z对空间平面进行区域分割，在每个区域的中心点顶部布置3D模型构建单元。

3.如权利要求1所述基于阵列调频连续波和传感算法的厂线用定位系统，其特征在于，所述在空间出入口布置无线充电单元，其中的空间包括多个出入口，在每个出入口布置所述无线充电单元并配置位置信息。

4.如权利要求1所述基于阵列调频连续波和传感算法的厂线用定位系统，其特征在于，所述形成3D Matlab图像元素矩阵，包括：

每个3D模型构建单元内置48颗收发一体的射频收发器，分别为RF₀～RF₄₇，当RF₀发射时RF₁～RF₄₇接收，当RF₁发射时RF₀、RF₂～RF₄₇接收，逐一循环；

每个射频收发器一次连续发射n个信号，信号在77～81GHz频段范围内从低到高进行，每次发射的频率增量为dHz：

射频收发器中的接收器接收的反射信号用复数矩阵进行存储。

5.如权利要求1所述基于阵列调频连续波和传感算法的厂线用定位系统，其特征在于，所述惯性位移轨迹计算，包括：

根据采集到的加速度、角速度和磁力数据推算出被测物体运行的步长和方向，计算出下一时刻的位置；

定义点P_i(X_i,Y_i)在T_i时刻位于平面直角坐标系中，X_i表示第i时刻的横轴坐标点，Y_i表示第i时刻的纵轴坐标点，T_i表示第i时刻；

假设第0时刻T₀位置为P₀(X₀,Y₀)，第1时刻T₁的位置为P₁(X₁,Y₁)，这段时间的方向为θ₀，步长为d₀，则两个时刻位置关系为：

X₁＝X₀+d₀·sin(θ₀)

Y₁＝Y₀+d₀·cos(θ₀)

若第n时刻的位置为P_n，则P_n和P₀的位置关系为：

d_i表示第i时刻的步长，θ_i表示第i时刻的方向，根据X、Y、T三个元素把第i时刻的位置标记为X_i、Y_i、T_i。