] 针对每个锚节点与目标节点之间回程通信过程分别记录信号收到和发送的本地 时间，即针对每个锚节点均有相应的第一时间t、第二时间t 2、第三时间t3、第四时间t4、第 五时间t5以及第六时间t 6。在本实施例中，目标节点与每个锚节点之间仅采用两次回程通 信，采用较小次数的回程通信可以减少定位处理过程，实现待定位目标的高效定位。
[0070] 如图5所示，在其中一个实施例中，距离计算模块600包括：
[0071] 单次传输时间计算单元620,用于根据目标节点与每个锚节点对应的第一时间t、 第二时间〖2、第三时间t 3、第四时间t4、第五时间^以及第六时间t6,计算信号在目标节点与 单个锚节点之间单次传输所需的传输时间T 0F。
[0072] 距离计算单元640,用于将传输时间TQF乘以光速，获得每个锚节点与目标节点的距 离。
[0073]其中，传输时间TQF的计算公式为：
[0074] T〇F= ( (t4-tl)-(t3-t2) + (t6-t3)-(t5_t4) )/4。
[0075] 在本实施例中，针对每个锚节点与目标节点之间信号单次传输所需传输时间过程 中，采用计算平均值的方式提高结算结果的准确度，以更进一步实现准确定位。
[0076] 在其中一个实施例中，超宽带室内定位系统还包括：
[0077] 位置调整模块300,用于调整目标节点位置，以使目标节点固定于待定位目标的顶 部。
[0078] 待定位目标可能是一个比较大的物体，目标节点设置于待定位目标不同位置可能 会对最终定位结果产生影响。在本实施例中，对目标节点设置于待定位目标的位置进行调 整，以使目标节点固定于待定位目标的顶部，更进一步提高定位的准确度。
[0079]在其中一个实施例中，锚节点数量为三个，位置确定模块800包括：
[0080] 测量单元，用于测量目标节点与室内顶部的距离为h;
[0081] 距离获取单元，用于根据距离计算结果，获取三个锚节点与目标节点的距离分别 为di、d2以及d3;
[0082] 位置确定单元，用于建立空间坐标系，获取三个锚节点的位置，根据改进的Τ0Α三 边定位公式，确定目标节点位置；
[0083] 改进的Τ0Α三边定位公式为：
[0085] 其中，（xi，yi，zi)、（X2，y2，Z2)以及(X3，y3，Z3)分别为三个锚节点的空间坐标，（x，y， Z)为目标节点的空间坐标。
[0086] 在本实施例中，通过构建空间坐标系并采用改进型Τ0Α三边定位公式准确确定目 标节点的位置。改进的Τ0Α三边定位法利用系统布局结构的空间几何关系，即当定位目标在 地面移动时，目标节点的高度不变，将一个三维定位的问题转化成二维定位的问题，从而不 用在二维定位系统的基础上再增加节点即可完成对目标节点的三维定位，简化了系统结 构，节约了成本。非必要的，可以以室内某个墙角为坐标原点构建三维空间坐标系，以便准 确计算和定位。
[0087] 为更进一步详细解释本发明超宽带室内定位方法与系统的技术方案及其带来的 效果，下面将借助图6和图7采用应用实例对整个个技术方案进行说明，在应用实例中，数据 处理计算过程由图6中所示的后台服务器完成。
[0088]如图6所示，超宽带室内定位装置由三个锚节点，一个目标节点和后台服务器组 成。每个节点均是一个超宽带收发机，后台服务器一般是一台电脑，定位目标是一台机器人 小车。三个锚节点的位置是固定的，安放在房间天花板的四条边上或四个角上，三个锚节点 不能共线，应尽量分散。本实施例的三个锚节点分别安放在天花板的三个角。三个锚节点中 有一个主锚节点和两个次锚节点，主锚节点用来和后台服务器连接，可以是有线或者无线 的方式，用来将距离数据上传的后台服务器。本实施例中3号锚节点通过USB数据线与后台 电脑相连。目标节点安放在机器人小车的顶部，与机器人小车绑定，对目标节点的定位即为 对机器人小车的定位。工作时，目标节点通过回程测距方法轮流和三个锚节点进行通信测 距，并将距离数据汇总发给主锚节点，主锚节点再将数据通过有线或者无线的方式发送给 后台电脑。后台电脑上运行定位程序，定位程序获得距离数据后通过改进的Τ0Α三边定位算 法，计算出目标节点的三维坐标，并在显示界面中实时的显示出机器人小车在房间格局图 中的位置。
[0089]整个定位过程包括回程测距阶段和定位阶段。
[0090] 如图7所示，回程测距阶段包括如下步骤：
[0091 ]步骤一：目标节点向锚节点发送测试信息帧，请求测距，并记录下目标本地的发送 时间点Tsp。
[0092] 步骤二:锚节点收到测试信息帧后，记录下本地接收时间点TRP，在等待TRSP时间后， 向目标节点发送回复信息帧，确认收到请求信息并同意测距，并记录下本地发送时间点Tsr。
[0093] 步骤三：目标节点收到回复信息帧后，记录下本地接收时间点TRR，同样在等待TRSP 时间后，发送时间点信息帧，则时间点信息帧的发送时间点TSF可以在发送之前便计算出来： TSF = TRR+TRSP，时间点信息帧中包含目标节点记录的全部时间点信息，包括TSP、T RR和TSF，将 这些时间信息发给锚节点用于计算超宽带信号的传播时间。此处等待TRSP时间作用与步骤 二中一样。
[0094] 步骤四：锚节点收到时间点信息帧后，记录下本地接收时间点TRF。在获得目标节点 发来的时间点信息后，锚节点可以计算出锚节点和目标节点间的距离，并发送报告信息帧， 将距离数据发送给目标节点。计算方法为：1.先计算出超宽带信号在空中的传播时间T 0F (Time of Flight)，计算方法为:经过化 简后，Tof = ( 2Trr-TSp-2Tsr+TRp+Trf-T Sf ) /4。2 ·距离D = C*Tof，C为光速。
[0095]定位阶段包括如下步骤：
[0096]步骤一：目标节点先与第一个次锚节点进行通信，通过回程测距方法获得距离数 据di，并存下来。
[0097]步骤二:接着，目标节点与下一个次锚节点进行通信，通过回程测距方法获得距离 数据d2,并存下来。
[0098]步骤三:接下来，目标节点与主锚节点进行通信，通过回程测距方法获得距离数据 d3，并将与前面两个锚节点的距离数据cb，d2发送给主锚节点。
[0099] 步骤四：主锚节点将三次测量的距离数据d^cb以及d3通过USB数据线传给后台电 脑。
[0100] 步骤五:后台电脑上运行的定位程序收到三个距离数据后，运行一种改进的Τ0Α三 边定位方法，计算出目标节点的坐标，并在显示界面上实时的显示出目标节点在房间格局 图上的位置。
[0101] 下面对步骤五的计算过程进行详细解释，如图6所示，三个锚节点分别安放在房间 天花板的三个角，以房间地面最里面的角作为坐标原点，以地面为X-Y平面，建立三维坐标 系，测量目标节点与室内顶部的距离。两个次锚节点的坐标分别设为 2 2)，主锚节点的坐标设为(13,73,23)。设目标节点的坐标为(1， 7,2)，设目标节点到三个锚 节点的距离分别为山、(12以及d 3,则由空间几何关系可知:可列写如下方程组：
[0103] 从而可以解得目标节点的坐标(x，y，z)。
[0104] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护 范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种超宽带室内定位方法，其特征在于，包括步骤： 确定目标节点和至少三个锚节点，其中，所述目标节点固定于待定位目标，所述至少三 个锚节点不共线固定于室内任意位置； 控制所述目标节点与每个所述