Bootstrap

室内定位TDOA-UWB实现无线同步的一种方法

定位中,如采用TDOA方式进行坐标解算,UWB基站间就需要进行时间同步,时间同步可以采用有线同步或无线同步;

找到一篇论文中,对无线同步有着巧妙处理,特写博客记录一下。

 

UWB定位系统由 基站(Anchor node)、参考基站(Reference node)、标签(Tag)和服务器组成;

基站和参考基站都部署在空间中已知点坐标上,标签进行定位流程如下:

结合上图,步骤如下:

(1):标签T在定位空间中进行广播一次(发任意数据都可以);

(2):定位空间内的基站和参考基站处于接收状态,都可以对步骤(1)的广播数据进行接收,所以各个设备都会触发产生一个接收时间戳tp1、tp2、tp3;

(3):参考基站接收到广播后,转换工作模式为发射模式,在固定延时后(TD1,自己设定)也进行广播一次R1内容(广播内容与标签T的可以区分就可以了,发任意数据都可以);基站接收到(2)的广播后工作模式不变,还是处于接收模式;

(4):步骤(3)中参考基站广播数据后,所有的基站都会接收到R1内容,从而触发产生接收时间戳,t2和t3为到达时间,对于基站和参考基站已经在定位空间中部署好后(相对距离不变),t2和t3就为已知了;

(5):参考基站进行R1内容广播后,在固定延时(Tref)后再进行广播R2内容一次;

(6):所有的基站又会接收到R2广播;定位结束;

 

对于基站而言,接收到广播的时候都能产生一个时间戳,所以tm2、Tref2、tm3、Tref3都为已知的测量值;t2和t3也为已知,因为基站和参考基站部署好后,相对距离不变,到达时间也不变;

 

下面是TDOA计算过程:

TDOA21 = tp3 - tp2 = tm2 - tm3 + t3 -t2            

对于tm2、tm3不能直接用测量值,需要进行校准:

上式中tm2_m为测量值;Tref_n还需要进行滤波:

 

至此,算法结束;

 

;