[发明专利]一种UWB可移动基站快速自标定方法、系统、介质及设备

说明书

本发明公开了一种UWB可移动基站快速自标定方法、系统、介质及设备，所述方法包括如下步骤：建立三维相对坐标系；获得各基站在z轴上的高度，设定各基站坐标；根据各基站坐标，获得各基站之间的距离，并以各基站之间的距离构建距离矩阵；根据所述距离矩阵，计算各基站相对应的二维向量；根据所述二维向量及旋转矩阵，进行基站自标定。本发明能够解决UWB定位前需要耗费大量人力物力进行定位基站精确量测的问题，提高UWB定位使用的普适性和便捷性，提升UWB定位基站的坐标精度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种UWB可移动基站快速自标定方法、系统、介质及设备。

背景技术

当前，基于UWB（Ultra Wide Band，超宽带）的室内定位方法由于具有抗多路径效应好，精度高，不需要载波调制等特点得到广泛地应用与研究。基于UWB的室内系统由至少三个基站和若干标签组成，在进行定位前，首先要进行精密测量以确定基站的位置，而对基站位置的标定的较为困难的，尤其是在地面没有任何标志的情况下，若无法完成定位基站坐标的精确标定，则会严重影响定位表情的定位精度。

应急定位是地震、火灾、矿难等重大突发事件应急处置与救援必须的关键技术之一，而其中UWB定位成为当前的解决方案之一，为实现UWB在应急场景下精确定位的应用，UWB可移动基站的自标定技术显得尤为重要。

在现有技术中，实现UWB精准定位之前，需进行大量的人工测量以实现定位基站的精确定位，而且在此过程中极易引入量测误差；一些距离基准点较远或较高的地方无法通过手工量测得到，或者难度比较大；在应急场景下，基站坐标一般难以测量，或需要大量精力和时间获取其坐标，无法满足应急救援的要求。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明第一方面提供了一种UWB可移动基站快速自标定方法，所述方法包括如下步骤：

建立三维相对坐标系；

获得各基站在z轴上的高度，设定各基站坐标；

根据各基站坐标，获得各基站之间的距离，并以各基站之间的距离构建距离矩阵；

根据所述距离矩阵，计算各基站相对应的二维向量；

根据所述二维向量及旋转矩阵，进行基站自标定。

进一步的，所述步骤建立三维相对坐标系，包括如下步骤：

在场地中任选两个基站，并将两个基站分别设为基站1和基站2；

将地面定义为三维坐标系的xoy平面；

将同时经过基站1和基站2的直线在地面的投影定为三维坐标系的x轴，将经过基站1的地面法线定为三维坐标系的z轴；

根据右手定则，得到y轴方向。

进一步的，所述步骤获得基站在z轴上的高度，设定各基站坐标，包括如下步骤：

通过基站内置的激光测距模块测量得到基站1到地面的高度z₁、基站2到地面的高度z₂、基站i到地面的高度z_i及基站j到地面的高度z_j；

根据测量获得的各基站到地面的高度，设定基站1的三维坐标设定为(0,0,z₁)，基站2的三维坐标定义为(x₂,0,z₂)，基站i的三维坐标为(x_i,y_i,z_i)，基站j的三维坐标为(x_j,y_j,z_j)。

进一步的，所述步骤根据各基站坐标，获得各基站之间的距离，并以各基站之间的距离构建距离矩阵，包括如下步骤：

通过UWB基站之间相互通信，获得每两个基站之间的距离；

根据每两个基站之间的距离，构建各基站之间距离矩阵。