本公開實施例涉及uwb通信,尤其涉及一種基于uwb下行到達時間差的定位方法、裝置、系統及介質。
背景技術:
1、超寬帶(ultra?wide?band,uwb)技術是一種無載波通信技術,利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據,能夠在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號,因此,uwb技術被廣泛地應用于數據傳輸、定位及測距等應用場景。
2、在基于uwb的定位系統中,到達時間差(time?difference?of?arrival,tdoa)是一種高精度定位與跟蹤的定位方法,用于確定信號或物體到達兩個或多個接收器的時間差值。tdoa定位包括兩種模式,分別為下行tdoa和上行tdoa,在下行tdoa定位模式中,至少需要四個定位基站完成對標簽設備的定位,其中,所述四個定位基站組成三對基站對,每一對基站對之間進行消息交互,當標簽設備接收所述消息后,計算來自該基站對的時間差值,即tdoa值,然后利用不同定位基站固定的坐標位置以及基站對的時間差值計算獲得標簽設備的坐標,從而實現對標簽設備的定位功能。這種模式下,標簽設備需要有較強的計算能力,并且對電力消耗也是一個考驗。
3、目前,在uwb下行tdoa定位方案中,為了得到精確的tdoa值,需要定位基站之間保持嚴格的時鐘同步,才能在同一時間點同時發送定位信號,否則,獲得的tdoa值不準確,進而導致對標簽設備的定位不準確,此外,在uwb系統中很難保持定位基站之間的時鐘同步,對于借助外部技術使得定位基站之間的時鐘保持同步,又會增加額外的成本。
技術實現思路
1、有鑒于此,本公開實施例期望提供一種基于uwb下行到達時間差的定位方法、裝置、系統及介質,標簽設備只接收定位基站的測距消息且不發送測距消息,從而能夠實現低功耗運行。根據時鐘補償系數對初步到達時間差進行漂移補償,提高了定位系統的精度。
2、本公開實施例的技術方案是這樣實現的:
3、第一方面,本公開實施例提供了一種基于uwb下行到達時間差的定位方法,所述方法應用于標簽設備,所述方法包括:
4、接收定位基站發送的測距消息,記錄所述測距消息的接收時間戳,其中,所述定位基站包括主基站及其覆蓋范圍的至少三個從基站;
5、解析所述測距消息以獲得所述主基站及從基站的固定坐標信息、測距消息的收發時間差信息以及時鐘補償系數;
6、根據所述接收時間戳以及所述測距消息的收發時間差信息獲得初步到達時間差;
7、根據所述主基站的時間基準以及所述時鐘補償系數,對所述初步到達時間差進行時鐘漂移補償以獲得精確到達時間差;
8、根據所述精確到達時間差以及所述主基站及從基站的固定坐標信息獲得標簽設備自身的定位坐標。
9、第二方面,本公開實施例提供了一種基于uwb下行到達時間差的定位方法,所述方法應用于主基站,所述方法包括:
10、將劃分的時序信息發送給從基站,以使得所述從基站獲知分配的測距塊內對應的測距循環以及測距時隙;
11、在一個測距周期內,在所述測距循環以及測距時隙上與所述從基站完成測距消息的交互流程,獲得與所述從基站的測距消息的收發時間差信息;
12、根據所述測距消息的收發時間差信息獲取時鐘補償系數;
13、將所述時鐘補償系數發送給處于主基站覆蓋范圍的標簽設備,以使得所述標簽設備基于所述時鐘補償系數進行時鐘漂移補償。
14、第三方面,本公開實施例提供了一種基于uwb下行到達時間差的定位方法,所述方法應用于從基站,所述方法包括:
15、接收主基站發送的時序信息,根據所述時序信息獲知與所述主基站的測距消息交互的測距循環以及測距時隙;
16、在一個測距周期內,在所述測距循環以及測距時隙上,與所述主基站完成測距消息的交互,記錄所述測距消息的收發時間差信息;
17、將自身的固定坐標信息、時鐘補償系數以及所述測距消息的收發時間差信息發送給處于自身覆蓋范圍的標簽設備,以使得所述標簽設備獲得到達時間差。
18、第四方面,本公開實施例提供了一種標簽設備裝置,所述標簽設備裝置包括:接收部分、解析部分、第一獲得部分、補償部分以及第二獲得部分;其中,
19、所述接收部分,經配置為接收定位基站發送的測距消息,記錄所述測距消息的接收時間戳,其中,所述定位基站包括主基站及其覆蓋范圍的至少三個從基站;
20、所述解析部分,經配置為解析所述測距消息以獲得所述主基站及從基站的固定坐標信息、測距消息的收發時間差信息以及時鐘補償系數;
21、所述第一獲得部分,經配置為根據所述接收時間戳以及所述測距消息的收發時間差信息獲得初步到達時間差;
22、所述補償部分,經配置為根據所述主基站的時間基準以及所述時鐘補償系數,對所述初步到達時間差進行時鐘漂移補償以獲得精確到達時間差;
23、所述第二獲得部分,經配置為根據所述精確到達時間差以及所述主基站及從基站的固定坐標信息獲得標簽設備自身的定位坐標。
24、第五方面,本公開實施例提供了一種主基站裝置,所述主基站裝置包括:劃分部分、測距部分、獲取部分以及第一發送部分;其中,
25、所述劃分部分,經配置為將劃分的時序信息發送給從基站,以使得所述從基站獲知分配的測距塊內對應的測距循環以及測距時隙;
26、所述測距部分,經配置為在一個測距周期內,在所述測距循環以及測距時隙上與所述從基站完成測距消息的交互流程,獲得與所述從基站的測距消息的收發時間差信息;
27、所述獲取部分,經配置為根據所述測距消息的收發時間差信息獲取時鐘補償系數;
28、所述第一發送部分,經配置為將所述時鐘補償系數發送給處于主基站覆蓋范圍的標簽設備,以使得所述標簽設備基于所述時鐘補償系數進行時鐘漂移補償。
29、第六方面,本公開實施例提供了一種從基站裝置,所述從基站裝置包括:獲知部分、記錄部分以及第二發送部分;其中,
30、所述獲知部分,經配置為接收主基站發送的時序信息,根據所述時序信息獲知與所述主基站的測距消息交互的測距循環以及測距時隙;
31、所述記錄部分,經配置為在一個測距周期內,在所述測距循環以及測距時隙上,與所述主基站完成測距消息的交互,記錄所述測距消息的收發時間差信息;
32、所述第二發送部分,經配置為將自身的固定坐標信息、時鐘補償系數以及所述測距消息的收發時間差信息發送給處于自身覆蓋范圍的標簽設備,以使得所述標簽設備獲得到達時間差。
33、第七方面,本公開實施例提供了一種基于uwb下行到達時間差的定位系統,所述定位系統包括:主基站,一個或多個從基站以及一個或多個標簽設備;其中,
34、所述一個或多個標簽設備,經配置為執行第一方面所述的基于uwb下行到達時間差的定位方法的步驟;
35、所述主基站,經配置為執行第二方面所述的基于uwb下行到達時間差的定位方法的步驟;
36、所述一個或多個從基站,經配置為執行第三方面所述的基于uwb下行到達時間差的定位方法的步驟。
37、第八方面,本公開實施例提供了一種計算機存儲介質,所述計算機存儲介質存儲有基于uwb下行到達時間差的定位程序,所述基于uwb下行到達時間差的定位程序被至少一個處理器執行時實現第一方面或者第二方面或者第三方面所述的基于uwb下行到達時間差的定位方法的步驟。
38、本公開實施例提供了一種基于uwb下行到達時間差的定位方法、裝置、系統及介質,在對標簽設備的定位過程中,所述標簽設備只接收定位基站發送的測距消息而不發送測距消息,從而使得所述標簽設備能夠實現低功耗運行。在所述定位基站測距過程中,所述標簽設備記錄每一條測距消息的接收時間戳,根據記錄的所述接收時間戳以及解析獲得的所述主基站及從基站的固定坐標信息、測距消息的收發時間差信息,獲得初步到達時間差。根據所述主基站的時間基準以及所述主基站及從基站發送的所述時鐘補償系數對所述初步到達時間差進行時鐘漂移補償,獲取精確到達時間差,從而提高了定位系統的精度。