一种基于uwb的三维智能标定系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及游戏装备领域，具体涉一种基于UWB的三维智能标定系统。
【背景技术】
[0002]现有的一套UWB系统用于增强现实(AR)线下游戏当中。在增强现实领域中，人机交互中的人员定位是发展的一个瓶颈。在主流的定位系统中:GPS定位精度较高，但易受外部遮挡的影响，使定位偏差非常大，校正非常困难，携带也不方便。
[0003]UffB (Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，UWB又名超宽带。利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。总的来说，UWB在早期被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位，如LocalSense无线定位系统。UWB定位系统是新型的定位系统，试用于各种中小型场地内，定位的精度非常尚O
[0004]但UWB系统在实际的真人游戏使用中也存在一定的误差，得到的数据不是线性关系的。真人游戏场景内对定位的精度要求非常高，稳定性也要求高，为了保证定位精度和准确性，需把数据校正，如果靠软件滤波的方式校正数据，难度非常大。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于UWB的三维智能标定系统。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种基于UWB的三维智能标定系统，所述系统包括电机、移动平台、UffB卡片、控制单元、电机驱动器、WIFI模块以及上位机；所述上位机与所述WIFI模块无线连接，所述控制单元与所述WIFI模块无线连接，所述控制单元与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器与所述电机电连接，所述电机用于驱动所述移动平台，所述UWB卡片设置在所述移动平台上。
[0007]进一步的，所述移动平台包括第一电机、第二电机、第三电机、同轴杆、两个第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第一滑动平台、第二滑动平台、第三滑动平台和第四滑动平台；所述两个第一丝杆在坐标系的Y轴方向上平行设置，且所述第一滑动平台和所述第二滑动平台分别对应的设置在所述两个第一丝杆上，所述两个第一丝杆通过所述同轴杆连接后由所述第一电机驱动；所述第二丝杆设置在坐标系的X轴方向上由所述第二电机驱动，所述第二丝杆的一端设置在所述第一滑动平台上，另一端设置在所述第二滑动平台上，所述第三滑动平台设置在所述第二丝杆上；所述第三丝杆设置在坐标系的Z轴方向上由所述第三电机驱动，同时所述第三丝杆设置在所述第三滑动平台上，所述第四滑动平台设置在所述第三丝杆上。
[0008]进一步的，所述UWB卡片安放在所述第四滑动平台上。
[0009]进一步的，所述的电机驱动器同时驱动所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机工作。
[0010]本实用新型采用以上技术方案，利用上位机通过WIFI模块无线控制所述控制单元，使得电机驱动器输出信号同时控制移动平台以实现移动UWB卡片在真人游戏空间的位置，在配合UWB系统实现精准定位。本实用新型能够省时省力精确的完成UWB的标定，使得UffB的定位更加准确，对定位需求极高的地方有非常大的意义。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型基于UWB的三维智能标定系统之机械结构示意图；
[0012]图2是本实用新型基于UWB的三维智能标定系统结构示意图；
[0013]图3是本实用新型基于UWB的三维智能标定系统在空间中能够标定的范围；
[0014]图4是本实用新型基于UWB的三维智能标定系统在一个平面内标定的点。
[0015]图中:1、第一电机；2、第二电机；3、第三电机；4、同轴杆；5、两个第一丝杆；6、第二丝杆；7、第三丝杆；8、第一滑动平台；9、第二滑动平台；10、第三滑动平台；11、第四滑动平台；12、UWB卡片；13、电机驱动器；14、控制单元；15、WIFI模块；16、上位机。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0017]如图1或图2所示，本实用新型提供一种基于UWB的三维智能标定系统，所述系统包括电机、移动平台、UffB卡片12、控制单元14、电机驱动器13、WIFI模块15以及上位机16 ;所述上位机16与所述WIFI模块15无线连接，所述控制单元14与所述WIFI模块15无线连接，所述控制单元14与所述电机驱动器13电连接，所述电机驱动器13与所述电机电连接，所述电机用于驱动所述移动平台，所述UWB卡片12设置在所述移动平台上。
[0018]如图2所示，所述移动平台包括第一电机1、第二电机2、第三电机3、同轴杆4、两个第一丝杆5、第二丝杆6、第三丝杆7、第一滑动平台8、第二滑动平台9、第三滑动平台10和第四滑动平台11 ;所述两个第一丝杆5在坐标系的Y轴方向上平行设置，且所述第一滑动平台8和所述第二滑动平台9分别对应的设置在所述两个第一丝杆5上，所述两个第一丝杆5通过所述同轴杆4连接后由所述第一电机I驱动；所述第二丝杆6设置在坐标系的X轴方向上由所述第二电机2驱动，所述第二丝杆6的一端设置在所述第一滑动平台8上，另一端设置在所述第二滑动平台9上，所述第三滑动平台10设置在所述第二丝杆6上；所述第三丝杆7设置在坐标系的Z轴方向上由所述第三电机3驱动，同时所述第三丝杆7设置在所述第三滑动平台10上，所述第四滑动平台11设置在所述第三丝杆7上。
[0019]本实施例中所述UWB卡片12安放在所述第四滑动平台11上。进一步的，所述的电机驱动器13同时驱动所述第一电机1、所述第二电机2以及所述第三电机3工作。
[0020]现对本实施例的应用做进一步说明:
[0021]UffB系统通俗的来讲就是UWB卡片12向空间内的4个天线发送特定的脉冲信号，根据4个天线接收到信号的时间(ns级)来确定卡片在空间内的坐标。可以2维定位，可以3维定位。
[0022]如图3所示，本实施例中的控制单元14采用单片机。Y轴是一个第一电机I控制两个第一丝杠5使移动平台的Y轴(前后)移动。X轴是一个第二电机2控制第二丝杠6使移动平台X轴(左右)移动。Z轴是一个第三电机3控制第三丝杠7使移动平台Z轴(上下)移动。UWB卡片12放置在移动平台上，控制系统会控制步进电机移动平台。
[0023]起点坐标为(0，O, O)单片机精确的通过电机驱动器13控制电机移动的原点位置。移动平台在(0,0,0)稳定后，通过wifi模块15，把当前坐标及标定信号发送给上位机16。上位机16接收到信号后，开始采集500次这个点的坐标，并与坐标一块保存，然后给单片机发送执行信号，单片机就可以往下一个标定点移动(10，0，O)移动结束后，把坐标信息与标定信号发送给上位机16，然后依次循环，当坐标到达(100，0，O)后，单片机会先把电机运动到(0，0，0)再移动Y轴的电机，使移动平台移动到(0，10，O)位置。
[0024]本系统应用于I立方米的UWB标定。在I立方米的区间内间隔1cm —个点标定一次，需要标定1000个点，如图4，一个平面内就需要标定100个点。控制系统需要控制移动平台按照顺序精确的走到每个红点。到达标定点之后，会通过无线通信给上位机16发送一个当前坐标，以及开始标定信号，上位机16采集一定的数之后会发送继续执行的指令，控制系统继续移动到下一个标定点。移动平台的移动的优先顺序:X>Y>Z.
[0025]系统采集到的UWB数据是一组一组的坐标，和标定的坐标是有出入的，标定的坐标是实际坐标，UffB的数据坐标是非线性关系的，没办法拿过来直接的使用，查找表的目的就是找到实际标定的坐标与UWB的数据坐标的关系，这样UWB的卡片在标定的区间内任意的位置都能非常精确的知道卡片的实际坐标位置。
[0026]本实用新型采用以上技术方案，利用上位机16通过WIFI模块15无线控制控制单元14，使得电机驱动器13输出信号同时控制移动平台以实现移动UWB卡片12在真人游戏空间的位置，在配合UWB系统实现精准定位。本实用新型能够省时省力精确的完成UWB的标定，使得UWB的定位更加准确，对定位需求极高的地方有非常大的意义。
[0027]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于UWB的三维智能标定系统，其特征在于:所述系统包括电机、移动平台、UWB卡片、控制单元、电机驱动器、WIFI模块以及上位机； 所述上位机与所述WIFI模块无线连接，所述控制单元与所述WIFI模块无线连接，所述控制单元与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器与所述电机电连接，所述电机用于驱动所述移动平台，所述UWB卡片设置在所述移动平台上。2.根据权利要求1所述的基于UWB的三维智能标定系统，其特征在于:所述移动平台包括第一电机、第二电机、第三电机、同轴杆、两个第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第一滑动平台、第二滑动平台、第三滑动平台和第四滑动平台； 所述两个第一丝杆在坐标系的Y轴方向上平行设置，且所述第一滑动平台和所述第二滑动平台分别对应的设置在所述两个第一丝杆上，所述两个第一丝杆通过所述同轴杆连接后由所述第一电机驱动； 所述第二丝杆设置在坐标系的X轴方向上由所述第二电机驱动，所述第二丝杆的一端设置在所述第一滑动平台上，另一端设置在所述第二滑动平台上，所述第三滑动平台设置在所述第二丝杆上； 所述第三丝杆设置在坐标系的Z轴方向上由所述第三电机驱动，同时所述第三丝杆设置在所述第三滑动平台上，所述第四滑动平台设置在所述第三丝杆上。3.根据权利要求2所述的基于UWB的三维智能标定系统，其特征在于:所述UWB卡片安放在所述第四滑动平台上。4.根据权利要求2所述的基于UWB的三维智能标定系统，其特征在于:所述的电机驱动器同时驱动所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机工作。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于UWB的三维智能标定系统，所述系统包括电机、移动平台、UWB卡片、控制单元、电机驱动器、WIFI模块以及上位机；所述上位机与所述WIFI模块无线连接，所述控制单元与所述WIFI模块无线连接，所述控制单元与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器与所述电机电连接，所述电机用于驱动所述移动平台，所述UWB卡片设置在所述移动平台上。本实用新型能够省时省力精确的完成UWB的标定，使得UWB的定位更加准确，对定位需求极高的地方有非常大的意义。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN205210551
【申请号】CN201520803543
【发明人】闫东坤
【申请人】北京明济网络文化有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年10月15日