CN107664756A - 一种基于uwb定位技术的目标追踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于UWB定位技术的目标追踪系统，包括计算模块、第一基站、第二基站、第三基站和第四基站和通信标签，所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站均与计算模块通过无线数据交换，且所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站间距已知。本发明的基于UWB定位技术的目标追踪系统安全性高、系统功耗低、系统复杂度低，易于操作、抗多径效果良好；通过循环测距，可实时跟踪待测物的位置；采用UWB无需布线，可节约人力物力和空间，提高应用效率；通过滤波器可防止杂波干扰，通过功率放大模块能增强信号；同时通过基站处理器上的温度传感器和工作指示灯可实时了解基站内部的工作温度，保证基站的正常工作。

Description

一种基于UWB定位技术的目标追踪系统

技术领域

本发明涉及目标跟踪技术领域，尤其涉及一种基于UWB定位技术的目标追踪系统。

背景技术

目标检测和跟踪一直是学术界和工业界的一个重要研究方向。例如，基于计算机视觉的行人检测由于其在车辆辅助驾驶系统中的重要应用价值而成为当前计算机视觉和智能车辆领域最为活跃的研究课题之一。不仅如此，目标检测和追踪还在诸如安防、交通和游戏等领域内有着巨大的实用空间和潜在意义。

由于目标检测的具体目标通常个体间差异明显(例如，行人检测中姿态和服饰变化显著的行人们)、并且目标所在背景也持续变化(例如，追踪快速奔跑的宠物狗)，因此对检出和追踪算法的鲁棒性要求很高。其次，目标检测/追踪系统通常需要对目标动作即刻做出反应，因此实时性也是应被满足的。另外，在很多情况下会对系统本身的移动性存在要求，这就需要对系统的尺寸和功耗加以考虑。

虽然经过多年积累，视觉跟踪和目标检测已经取得了长足的进步，但现有技术中仍然缺少一种在实现检测算法的鲁棒性和实时性的同时，能够很好地满足小型化和低功耗要求的目标检测/追踪系统。因此，目标检测和跟踪系统如何在诸如无人机、汽车、机器人和手机等移动端获得广泛应用仍然是业内的一个研究热点。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于UWB定位技术的目标追踪系统，安全性高、系统功耗低、系统复杂度低，易于操作、抗多径效果良好。

本发明的技术方案是：

一种基于UWB定位技术的目标追踪系统，包括计算模块、第一基站、第二基站、第三基站和第四基站和通信标签，所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站均与计算模块通过无线数据交换，且所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站间距已知。

优选的，所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站均包括基站处理器、时序控制器、滤波器和UWB接收天线，所述时序控制器、滤波器与基站处理器电连接，所述UWB接收天线与滤波器电连接。

优选的，所述基站处理器电连接有工作指示灯和温度传感器。

优选的，所述通信标签包括时标签处理器、时序控制器、UWB发射模块和功率放大模块，所述时序控制器、UWB发射模块与标签处理器电连接，所述UWB发射模块与功率放大模块电连接。

优选的，所述标签处理器还电连接有工作指示灯。

基于UWB定位技术的目标追踪系统的跟踪方法如下：

1）确定第一基站、第二基站、第三基站和第四基站的相对位置；

2）通过通信标签中的时序控制器按顺序定期依次发射UWB信号；

3）通过基站中的时序控制器控制依次接收通信标签发出的UWB信号，并反馈给计算模块计算与通信标签的相对位置；

4）通过定期、依次循环的计算可实现追踪。

有益效果：本发明的基于UWB定位技术的目标追踪系统安全性高、系统功耗低、系统复杂度低，易于操作、抗多径效果良好；本发明的基于UWB定位技术的目标追踪系统通过循环测距，可实时跟踪待测物的位置；通过采用UWB无需布线，可节约人力物力和空间，提高应用效率；通过滤波器可防止杂波干扰，通过功率放大模块能增强信号；同时通过基站处理器上的温度传感器和工作指示灯可实时了解基站内部的的工作温度，保证基站的正常工作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的一种基于UWB定位技术的目标追踪系统工作框架图；

图2为本发明提出的一种基于UWB定位技术的目标追踪系统基站的结构图；

图3为本发明提出的一种基于UWB定位技术的目标追踪系统通信标签的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-3，一种基于UWB定位技术的目标追踪系统，包括计算模块、第一基站、第二基站、第三基站和第四基站和通信标签，所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站均与计算模块通过无线数据交换，且所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站间距已知。

所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站均包括基站处理器、时序控制器、滤波器和UWB接收天线，所述时序控制器、滤波器与基站处理器电连接，所述UWB接收天线与滤波器电连接。

所述基站处理器电连接有工作指示灯和温度传感器。

所述通信标签包括时标签处理器、时序控制器、UWB发射模块和功率放大模块，所述时序控制器、UWB发射模块与标签处理器电连接，所述UWB发射模块与功率放大模块电连接。

所述标签处理器还电连接有工作指示灯。

基于UWB定位技术的目标追踪系统的跟踪方法如下：

1）确定第一基站、第二基站、第三基站和第四基站的相对位置；

2）通过通信标签中的时序控制器按顺序定期依次发射UWB信号；

3）通过基站中的时序控制器控制依次接收通信标签发出的UWB信号，并反馈给计算模块计算与通信标签的相对位置；

4）通过定期、依次循环的计算可实现追踪。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于UWB定位技术的目标追踪系统，其特征在于：包括计算模块、第一基站、第二基站、第三基站和第四基站和通信标签，所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站均与计算模块通过无线数据交换，且所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站间距已知。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位技术的目标追踪系统，其特征在于：所述第一基站、第二基站、第三基站和第四基站均包括基站处理器、时序控制器、滤波器和UWB接收天线，所述时序控制器、滤波器与基站处理器电连接，所述UWB接收天线与滤波器电连接。

3.根据权利要求2所述的基站处理器，其特征在于：所述基站处理器电连接有工作指示灯和温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位技术的目标追踪系统，其特征在于：所述通信标签包括时标签处理器、时序控制器、UWB发射模块和功率放大模块，所述时序控制器、UWB发射模块与标签处理器电连接，所述UWB发射模块与功率放大模块电连接。

5.根据权利要求4所述的标签处理器，其特征在于：所述标签处理器还电连接有工作指示灯。

6.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位技术的目标追踪系统的跟踪方法，其特征在于：跟踪步骤如下：

1）确定第一基站、第二基站、第三基站和第四基站的相对位置；

2）通过通信标签中的时序控制器按顺序定期依次发射UWB信号；

3）通过基站中的时序控制器控制依次接收通信标签发出的UWB信号，并反馈给计算模块计算与通信标签的相对位置；

4）通过定期、依次循环的计算可实现追踪。