超宽带定位装置及定位方法与流程

本方案属于定位，具体涉及一种超宽带定位装置及定位方法。

背景技术：

1、现有室内定位技术一般是利用事先布置好的已知位置的基站与目标通过电磁信号进行通讯，测量出不同定位装置与移动终端的传输时延差等参数，利用上述参数对该目标进行定位。

2、公开号cn218445955u的中国专利公开了一种uwb定位标签及系统，该uwb定位标签包括uwb定位脉冲收发装置、uwb定位芯片、存储器、微控制单元、气压传感器、运动传感器、无线通信电路、可充电电池。该uwb定位标签及系统通过uwb定位芯片及uwb定位基站获得uwb定位标签的实时二维距离数据，通过气压传感器获得可用于计算得出uwb定位标签的实时高度数据的实时气压数据，在uwb定位标签及系统的上位机或管理平台将两组数据关联融合得到uwb定位标签的实时三维定位数据；再将实时三维定位数据与运动数据关联融合得到uwb定位标签的预估三维定位数据。

3、公开号cn116669175a的中国专利公开了一种uwb定位方法及uwb定位装置，用以在定位时避免位置信息被随意泄露给外部设备，该方法包括：被定位设备接收定位设备发出的定位信号；所述被定位设备基于所述定位信号判断所述定位设备是否满足设定条件；若满足设定条件，则所述被定位设备向所述定位设备发送针对所述定位信号的应答信号；所述应答信号用于所述定位设备根据所述应答信号对所述被定位设备进行定位。

4、但在室内或地下等复杂环境中，电磁信号受多径衰落等因素的影响，信号传输质量收到严重影响，上述文献公开的室内定位方法的精度较差。

技术实现思路

1、本方案旨在克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种超宽带定位装置及定位方法，用于解决如何提高室内定位的精度的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，采取下述技术方案：

3、第一方面，本方案提供一种超宽带定位装置，包括：uwb天线组、uwb模块、频率自适应模块、控制模块和网络模块；

4、所述uwb天线组包括多个射频端口以及多个uwb天线；所述多个射频端口与所述多个uwb天线一一对应；任意两个所述uwb天线的工作频段不同；

5、所述控制模块，用于控制所述uwb模块通过所述uwb天线组，进行与uwb移动标签之间的数据收发，以及控制所述频率自适应模块，进行所述多个射频端口的开闭状态的切换；

6、所述uwb模块，用于处理所述uwb天线组收到的数据，获取所述超宽带定位装置与所述uwb移动标签之间的距离；

7、所述网络模块，用于将所述距离发送至上位机，以使得所述上位机基于至少三个所述超宽带定位装置发送的所述距离，获取所述uwb移动标签的位置信息。

8、可选地，所述控制模块，包括：

9、时延控制单元，用于控制所述多个射频端口的时延以及信号采样的步进时间。

10、可选地，所述频率自适应模块，包括：射频开关集成电路；所述射频开关集成电路包括多个引脚；每一所述引脚分别对应一个所述射频端口；任意两个所述引脚对应的所述射频端口不同；所述引脚的输入电平，用于控制所述引脚对应的所述射频端口的开闭状态。

11、可选地，超宽带定位装置，还包括：

12、电源模块，用于为所述uwb模块、所述控制模块、所述网络模块和所述频率自适应模块供电。

13、第二方面，本方案提供一种基于第一方面所述的超宽带定位装置的超宽带定位方法，包括：

14、在所述超宽带定位装置与uwb移动标签配对成功的情况下，通过两个所述射频端口分别与所述uwb移动标签进行目标数据的收发；

15、处理所述目标数据，基于两个所述射频端口收发所述目标数据的时间，获取所述超宽带定位装置与所述uwb移动标签之间的距离；

16、将所述距离发送至上位机，以使得所述上位机基于至少三个所述超宽带定位装置发送的所述距离，获取所述uwb移动标签的位置信息。

17、可选地，所述在所述超宽带定位装置与uwb移动标签配对成功的情况下，通过两个所述射频端口分别与所述uwb移动标签进行目标数据的收发之前，所述方法还包括：

18、在接收到所述uwb移动标签广播的广播消息的情况下，判断所述广播消息携带的频道的第一频段是否属于接收所述广播消息的所述射频端口的第二频段；

19、在所述第一频段属于所述第二频段的情况下，确定所述超宽带定位装置与所述uwb移动标签配对成功，并向所述uwb移动标签返回用于指示配对成功的第一消息。

20、可选地，所述在所述超宽带定位装置与uwb移动标签配对成功的情况下，通过两个所述射频端口分别与所述uwb移动标签进行目标数据的收发之前，所述方法还包括：

21、在未接收到所述广播消息的情况下，进行各所述射频端口的开闭状态的切换。

22、可选地，所述判断所述广播消息携带的频道的第一频段是否属于接收所述广播消息的所述射频端口的第二频段之后，所述方法还包括：

23、在所述第一频段不属于所述第二频段的情况下，判断所述第一频段是否超出所述频率自适应模块的量程；

24、在所述第一频段未超出所述量程的情况下，进行各所述射频端口的开闭状态的切换。

25、可选地，所述判断所述第一频段是否超出所述频率自适应模块的量程之后，所述方法还包括：

26、在所述第一频段超出所述量程的情况下，向所述uwb移动标签返回用于报错的第二消息。

27、可选地，所述通过两个所述射频端口分别与所述uwb移动标签进行目标数据的收发，包括：

28、基于多频带频分复用技术，通过两个所述射频端口分别与所述uwb移动标签进行目标数据的收发。

29、可选地，发送的所述目标数据是基于空频分组编码技术进行编码的。

30、可选地，所述处理所述目标数据，包括：

31、基于空频分组编码技术，对接收的所述目标数据是进行解码。

32、第三方面，本方案还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述超宽带定位方法。

33、本方案还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述超宽带定位方法。

34、本方案还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述超宽带定位方法。

35、本方案与现有技术相比较有如下有益效果：基于多uwb天线、多射频端口和频率自适应模块，接收信号使用分集技术，通过天线实现同一频带内两个信道同时发射和接收uwb信号，在保持系统带宽不变的前提下增加信道容量，能提高系统测距性能，能弥补多径带来的损耗，从而能有效减缓多径衰落，能提高系统的抗干扰性能和定位精度。进一步地，通过频率自适应模块，在该超宽带定位装置覆盖的频段内自动切换以选择合适的uwb天线的工作频段，适配不同通信信道的uwb移动标签，具有更高的灵活度。