[发明专利]一种UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法及系统

权利要求书

1.一种UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法，机车上设置有UWB标签，其特征在于，用于UWB标签的测距定位，包括：

在一测距区域中，向通信基站发送查询数据包，并获取通信基站下发的测距参数，所述测距参数包括测距许可信道、测距时隙、测距等待时延和测距基站ID；

利用所述测距许可信道在测距时隙内向测距基站发送测距数据包，得到UWB标签与测距基站的测距距离；

将所述测距距离上传到地面服务器进行位置解算后，得到UWB标签偏离轨道的偏移量，实现对当前机车位置的获取；

在向通信基站发送查询数据包，并获取通信基站下发的测距参数中，包括：

设定同一测距许可信道覆盖区域的边界阈值；

在同一测距许可信道覆盖区域，同一UWB标签通过同一测距许可信道发送查询数据包；

当UWB标签与测距基站的测距距离大于边界阈值时，同一UWB标签重新获取下一测距许可信道；

所述测距区域包括至少两个测距基站和至少一个通信基站，测距基站设置于矿井下的巷道中，事先获取每个测距基站的位置，通信基站为不同UWB标签分配测距时隙和测距等待时延。

2.根据权利要求1所述的UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法，其特征在于，在利用所述测距许可信道在测距时隙向测距基站发送测距数据包，得到UWB标签与测距基站的测距距离中，在测距时隙向测距基站发送测距数据包具体包括：

设定UWB标签向测距基站发送测距数据包的预设时间间隔；

当前同一UWB标签完成对当前测距基站测距后，判断同一UWB标签的当前测距等待时延是否小于预设的时间间隔；

若是，则等待预设的时间间隔后，同一UWB标签再次向测距基站发送测距数据包；

若否，则同一UWB标签直接再次向测距基站发送测距数据包。

3.根据权利要求1所述的UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法，其特征在于，将所述测距距离上传到地面服务器进行位置解算后，得到UWB标签偏离轨道的偏移量，实现对当前机车位置的获取中，将所述测距距离上传到地面服务器进行位置解算具体包括：

UWB标签通过ADS-TWR与测距基站进行机车测距，得到测距距离；

将测距距离通过井下环网交换机和地上环网交换机上传到地面服务器中，进行位置解算，以获取UWB标签偏离轨道的偏移量。

4.根据权利要求1所述的UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法，其特征在于，所述测距时隙是通信基站分配给UWB标签与测距基站之间测距的时间，所述测距等待时延是UWB标签接收到当前回复包至UWB标签向测距基站发送测距数据包之间的测距等待时间，所述当前回复包是通信基站根据UWB标签上传的查询数据包所下发的数据包。

5.一种UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法，机车上设置有UWB标签，其特征在于，用于测距基站对UWB标签测距定位，包括：

通信基站接收UWB标签发送的查询数据包，并向UWB标签下发测距参数，所述测距参数包括测距许可信道、测距时隙和测距基站ID；

测距基站获取UWB标签发送的测距数据包，并获得与UWB标签的测距距离，得到当前机车的位置；所述测距数据包是UWB标签利用所述测距许可信道向测距基站发送的数据包，所述测距距离为UWB标签与测距基站之间的距离，所述当前机车的位置对应于UWB标签将测距距离上传到地面服务器进行位置解算后，得到的UWB标签偏离轨道的偏移量所对应的位置；

在通信基站接收UWB标签发送的查询数据包，并向UWB标签下发测距参数中包括：

设定同一测距许可信道覆盖区域的边界阈值；

在同一测距许可信道覆盖区域，同一UWB标签通过同一测距许可信道发送查询数据包；

当UWB标签与测距基站的测距距离大于边界阈值时，同一UWB标签重新获取下一测距许可信道。