一种基于UWB的测向定位装置和测向定位方法与流程

技术特征：
1.一种基于uwb的测向定位装置，其特征在于，包括部署在固定位置的基站和固定在设备上的标签，所述基站和所述标签上均设置有uwb天线阵列，所述基站和所述标签之间通过所述uwb天线阵列进行通信；所述uwb天线阵列包括mcu、uwb芯片和至少三个uwb天线；所述uwb天线和所述uwb芯片连接后和所述mcu连接，分别以所述基站和所述标签的朝向建立第一坐标系x1和第二坐标系x2，根据所述标签在所述第一坐标系x1的角度以及所述基站在所述第二坐标系x2内的角度，从而计算出所述标签在所述第一坐标系x1内的朝向。2.根据权利要求1所述的基于uwb的测向定位装置，其特征在于，所述uwb天线共有三个，且所述uwb天线呈正三角形排布。3.一种基于uwb的测向定位方法，其特征在于，包括权利要求1所述的基于uwb的测向定位装置，具体方法为：1）所述标签通过所述标签上的任一uwb天线发送blink帧，并记录下第一发送时刻txblink；2）所述基站上的uwb天线接收所述blink帧，记录下每一个uwb天线的第一接收相位，同时记录下第一接收时刻rxblink；3）所述基站上的mcu根据所述第一接收相位计算出uwb天线的第一接收相位差，并以所述基站朝向建立第一坐标系x1，根据所述第一接收相位差可以计算在第一坐标系x1内所述标签所在的第一方位角度θ：4）所述基站通过任一uwb天线向所述标签发射response帧，并将发射response帧的第二发射时刻txresp、第一接收时刻rxblink、以及计算出的第一方位角度θ填充到response帧中发射给所述标签；5）所述标签上的uwb天线接收到所述response帧，记录下uwb天线的第二接收相位，同时记录下第二接收时刻rxresp，并且可以得到所述标签相对于所述基站的频偏r；6）所述标签上的mcu根据所述第二接收相位计算出uwb天线的第二接收相位差，并以标签朝向建立第二坐标系x2，根据所述第二接收相位差可以计算在第二坐标系x2内所述基站所在的第二方位角度β，并且计算出标签和基站之间的距离d：d = ((rxresp
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txblink)-(txresp
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rxblink))*（1-r)*c/2,其中c为光速；7）当使用所述第一坐标系x1为最终参考系时，可以得出所述标签在所述第一坐标系x1中的坐标为：x = d*cosθ，y = d*sinθ，通过所述第一坐标系x1内所述标签所在的所述第一方位角度θ，以及所述第二坐标系x2内所述基站所在的所述第二方位角度β，从而计算出所述标签的朝向在所述第一坐标系x1内的第三方位角度α：α = θ-β π，从而实现测向和定位的设计目的。

技术总结
本发明公开一种基于UWB的测向定位装置和测向定位方法，测向定位装置主要由部署在固定位置的基站和固定在设备上的标签组成，通过基站和标签之间的UWB天线阵列进行无线通信，并通过内部的MCU实现测量计算，从而得到标签朝向自身在以基站朝向建立的第一坐标系X1中的方位角度，同时还可以得到标签相对基站的距离和坐标位置。和坐标位置。和坐标位置。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：深圳华云时空技术有限公司
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2022/12/30