[发明专利]一种基于UWB的空间可视对标系统的构造方法

权利要求书

1.一种基于UWB的空间可视对标系统的构造方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

(1)、构建建筑空间内可视对标系统，布置至少四个基站和两个手持标签，手持标签和探寻标签，带有显示器的终端设备；

(2)、将其中一个手持标签作为主定位标签作为通信中枢连接至带有显示屏的智能设备，所有基站分布于建筑内可通信范围的固定位置且已知坐标，而探寻目标标签在通信范围之内的随机位置，每个基站和标签都拥有用于识别的独立标识符；

(3)、设置主基站，为各个从基站建立测距模型，当获得所需测量信息后，通过模型计算出到达距离差，并将测量信息发送至目的标签；

其中，主定位标签向所有基站发射定位需求信号，所有从基站均以主基站的时钟为辅、从基站和主基站之间的实际距离作为主，作为参考因子对从基站进行到达距离差建模；

(4)、基站将所述步骤(3)中计算出的测距信息发送至定位标签后，在主标签中设置滤波器，通过滤波器进行测距误差补偿，当接收到足够到达距离差值时，统一发送至对标主机中；

(5)、对标主机将所有的参数及校正后的信息进行存储，并向可视平台发送；

(6)、可视平台将所有距离信息进行分类整合并结合空间三维坐标模型对实时接收的信息进行位置分析，并在显示器中实时显示两个对标标签的位置信息；

(7)、主定位标签以固定信号发送时间间隔为周期重复执行步骤(3)～步骤(5)，实时获取移动标签坐标直至停止定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB的空间可视对标系统的构造方法，其特征在于，

在步骤(3)中，所述设置主基站为各个从基站建立测距模型具体如下式所示：

其中，k_1i为第1个基站和第i个基站时钟频率偏移；Δt_k,i为第i个基站用于时钟频偏校正的时间间隔；Δd_1,i为第1个基站和第i个基站之间的到达距离差；ΔT_i,α和ΔT_i,β分别表示第i个基站的测量时间段；R_1,i为第1个基站和第i个基站之间的实际测量的距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于UWB的空间可视对标系统的构造方法，其特征在于，

在步骤(3)中，所述主基站获得的测量信息具体包含：接收的手持定位标签以及探寻标签的定位信号的到达时间、从基站响应主基站信号的响应信号的到达时间、来自从基站数据包中关于从基站的测量信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于UWB的空间可视对标系统的构造方法，其特征在于，

在步骤(3)中，所述从基站中得到的测量信息包含：接收的手持定位标签以及探寻标签的定位信号的到达时间、主基站的校正时间请求信号的到达时间、从基站响应主基站的发送时间。

5.根据权利要求1所述的一种基于UWB的空间可视对标系统的构造方法，其特征在于，

在步骤(4)中，所述在主标签中设置滤波器，通过高滤波器进行阈值滤波中的滤波器可表示为：

其中，ε_i,1表示当前基站测量值在所有基站测量中的比值；ε_i,j表示当前基站在测量值窗口中的中心值；δ_r表示高斯函数的方差。

6.根据权利要求1所述的一种基于UWB的空间可视对标系统的构造方法，其特征在于，

在步骤(6)中，所述位置分析具体为：每个基站的坐标信息，每两个基站为焦点建立双曲线模型，获得两个基站的到达距离差即可建立一条双曲线，当获得足够双曲线时，其交点即为定位标签的位置；基站不分布在同一直线上；

当终端显示器收到信息即以手持标签为坐标原点进行坐标转换，并将对标标签的坐标即双曲线交点在显示屏中显示，当对标距离靠近一定距离范围时，即可向手持标签以及对标标签发送提示信息，并且通过终端显示器显示对标标签的位置坐标并显示对方的标识。