[发明专利]一种基于混合滤波的UWB定位系统与方法

摘要

本发明涉及一种基于混合滤波的UWB定位系统与方法，属于短距离定位技术领域。通过远端数据处理中心进行信号处理和运算，用户控制小型智能设备的运动并发射UWB信号，通过固定位置的定位基站上安装的不同位置的接收阵列天线接收信号，再对接收信号混合滤波，再根据信号的到达时间差来计算信号源的坐标，最后通过对测量结果进行N次时间平均来输出小型智能设备的精确位置。所述系统中，小型智能设备仅作为信号源，运算任务由远端数据处理中心完成，因此不但可以减小小型智能设备负荷，还可通过体积和功率不受限的远端数据处理中心对大量数据进行综合处理，可减小误差，得到更高的测量精度。

主权项

1.一种基于混合滤波的UWB定位系统，其特征在于：包括小型智能设备、用户控制终端、定位基站以及远端数据处理中心；其中，小型智能设备包括UWB信号发生器、信号发射装置、控制模块以及电源模块；其中，用户控制终端主要包括遥控模块以及状态显示模块；其中，定位基站主要包括接收阵元天线和传输单元；其中，远端数据处理中心包括数据收发单元、中央控制处理器以及混合滤波模块；小型智能设备与远端数据处理中心通过局域网/城域网/蓝牙/电台/自主网的方式与用户控制终端相连接；电源模块分别给UWB信号发生器、信号发射装置以及控制模块、用户控制终端以及远端数据处理中心供电；所述UWB定位系统中各模块及单元的连接关系为：小型智能设备与用户控制终端相连；状态显示模块与定位基站相连，定位基站与远端数据中心相连；远端数据中心与用户控制终端相连；小型智能设备中的UWB信号发生器与信号发射装置相连，控制模块与UWB发生器相连；信号发射装置与接收阵元天线相连；接收阵元天线与传输单元相连，传输单元与数据收发单元相连；数据收发单元与中央控制处理器相连，中央控制处理器与混合滤波模块相连；数据收发单元与用户控制终端的遥控模块相连；遥控模块与状态显示模块相连；用户控制终端中的遥控模块与状态显示模块的控制模块相连。所述UWB定位系统中各模块及单元的功能如下：小型智能设备的功能是在用户控制终端的控制下运动并发送UWB信号；用户控制终端的功能是遥控小型智能设备运动，并显示小型智能设备的位置信息；定位基站的功能是接收UWB信号并将信号传递给远端数据处理中心；远端数据处理中心的功能是接收来自定位基站的信号，再进行混合滤波并对数据进行结算与时间平均，得到小型智能设备空间坐标信息，并将结果发送给用户控制终端。