[发明专利]一种匹配式超宽带定位系统架构设计方法

说明书

本发明提供了一种匹配式超宽带定位系统架构设计方法，属于物联网定位技术领域，用于解决室内电子设备的精准定位和身份识别的技术问题。本方法包括在空间内设置的三维成像相机和集成有超宽带UWB芯片的目标识别设备，目标识别设备分配有身份ID；三维成像相机建立空间坐标系，获取目标识别设备的空间坐标参数，对空间坐标进行计算获得目标识别设备间的空间距离和方位角度；通过匹配超宽带UWB芯片获得的位置距离和空间角度数据与通过三维成像相机获得的数据对比分析进而判断每个目标识别设备的身份ID，实现室内电子设备的精准定位和身份识别；能够广泛应用于室内物联网、工业工厂、消费电子中的物体身份ID和位置识别，实现灵活便捷的控制和信号传输。

技术领域

本发明属于物联网定位技术领域，涉及一种匹配式超宽带定位系统架构设计方法。

背景技术

物联网一直被认为是“下一个工业革命”，因为它即将改变人们的生活、工作、娱乐和旅行方式。随着物联网技术的快速发展，作为移动通信和个人通信服务的一部分，室内位置服务也变得越来越重要，基于位置的服务成为最具发展潜力的物联网业务之一。

室内物联网定位技术能够广泛的应用于室内电子设备的身份识别、空间信息识别，使得能够提供更多和灵活的室内物联网控制、识别和定位方式。

超宽带(Ultra Wide-Band，简称UWB)定位，是一种新型的无线通信技术。该技术采用TDOA(到达时间差原理)，利用UWB技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。

超宽带定位系统是指在室内定位系统中，人员或物品上所佩戴的定位标签利用UWB脉冲信号发射出位置数据，定位基站接收，计算出定位标签信号到达不同定位基站的时间道差，然后处理软件对位置进行结算，从而得到被定位物体的位置。因为它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，所以定位特别精准，定位精度最高能达到6cm。

现有室内物联网定位技术难以同时实现室内多个电子设备的身份识别和空间信息的精准识别，从而对设备进行精准控制。因此，就需要设计一种匹配式超宽带定位系统架构，能够实现室内互联网设备的灵活匹配和相互定位控制，便于室内家电设备、机器人或其他电子设备相互发送指令和信号。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，为了实现室内的多终端灵活控制和识别，即一个电子设备快速的识别并定位其他电子设备，提出了一种匹配式超宽带定位系统架构设计方法，该装置要解决的技术问题是：如何实现室内电子的精准定位和身份识别，从而实现一个目标识别设备和其他多个目标识别设备的快速识别与空间匹配，在任何一个设备发生空间位置移动后，仍然可以快速准确的判断其他设备的位置和身份信息。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种匹配式超宽带定位系统架构设计方法，是一种在室内互联网设备的灵活匹配和相互定位控制的方法，应用于室内物联网、工业工厂、消费电子中的物体身份ID和位置识别，通过匹配三维成像相机与超宽带UWB芯片获取的数据来判断空间中目标识别设备的空间位置和身份ID，便于室内家电设备、机器人或其他电子设备相互发送指令和信号。

采用本方法设计的匹配式超宽带定位系统架构包括在空间内设置的若干目标识别设备和三维成像相机，每个目标识别设备集成设置有超宽带UWB芯片，并对每个目标识别设备分配身份ID；

通过三维成像相机建立空间坐标系，获取目标识别设备的空间坐标参数，对目标识别设备的空间坐标参数进行计算获得任意两个目标识别设备的空间距离和方位角度；

目标识别设备通过所集成的超宽带UWB芯片获取其他目标识别设备的空间位置距离和空间角度方向；

超宽带UWB芯片获得的位置距离和空间角度数据与通过三维成像相机获得的位置距离和空间角度数据对比分析分辨出每个目标识别设备的身份ID。