[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

说明书

本发明公开了一种UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法及系统，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；该矿井下机车测距定位方法避免了UWB标签测距过程中的冲突，使得定位解算更实时、更准确。

技术领域

本发明涉及矿井机车测距定位领域，尤其涉及一种UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法及系统。

背景技术

矿井下地理环境特殊，巷道狭长且窄，无线电信号传输衰减严重，GPS卫星定位信号不能达到煤矿井下，而如RFID、超声波、蓝牙等定位技术其通信距离短、定位精度有限，多位于米级或亚米级，误差也相对较大，难以满足煤矿事故救援、运输和机电事故防治等需求。而UWB技术是一种基于纳秒级超窄脉冲的无线通信技术，该技术具有抗干扰能力强、传输速率高、通信距离远、功耗低等特点，UWB测距精度误差理论上可达10cm，利用其测得的距离进行定位运算，可获得良好的定位精度和稳定性。

但现有的UWB并不支持硬件上的通信帧过滤功能，当系统内含较多的测距标签节点发起测距时，容易产生通信中的数据流碰撞干扰，引起测距通信异常或测距结果不正确，导致定位失败。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种UWB超宽带无线通信的矿井下机车测距定位方法及系统，避免了UWB标签测距过程中的冲突，使得定位解算更实时、更准确。

本发明提出的一种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，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；