熊大UWB系列教程四：UWB超寬頻三基站定位系統原理介紹與效果展示
阿新 • • 發佈：2019-01-03
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熊大最近忙於開發超寬頻多基站多標籤定位系統，一直沒有更新部落格，最近終於把系統調通了，我使用了decawave官方的定位上位機，把它翻譯成了中文介面。微控制器的測距原始碼是我自己寫的，這樣可以靈活很多，未來可以相容更多數量的標籤（官方最多8個）。
這篇部落格將對多基站定位系統進行一個介紹。首先我們來看一下，熊大開發的超寬頻定位的效果視訊，本視訊中使用了三基站一標籤定位系統。（點選圖片跳轉）
超寬頻定位系原理簡介
超寬頻定位的基本思路還是做測距，通過測量標籤到三基站的距離來確定標籤的位置。具體的測距時序如下。使用這種通訊方式只需要5次通訊，就能測量標籤分別到三個基站的距離。測量標籤到N個基站的距離，只需要N+2次通訊。這種測距方式是一對一DS測距方式的延伸，不理解這種方式測距原理的同學，可以參考熊大的上一篇教程，裡面有對該方式實現測距的詳細解釋。
所有的距離資訊最終會通過基站0傳送給電腦，PC端會根據標籤到三基站的距離資訊進行座標解算，具體方式如下圖所示。已知三基站的位置後（系統可以自動標定），以三基站的位置為原點，標籤到三基站的距離為半徑，畫三個圓，三個圓的交點就是標籤的座標。
上位機輸出的座標是標籤的三維座標，但是這裡面需要注意的是，三個圓在三維空間其實有2個交點，這兩個交點是相對於三基站平面高度上的映象點。所以官方推薦基站的安裝位置要比標籤高一些，這樣可以把在基站上面的交點忽略。
還有一種解決方法是安裝第四個基站，第四個基站要和其他三基站不在一個平面上，這樣空間中的四個圓就只有一個交點。
基站之間也可以實現相互測距，具體方法就是一個基站作為標籤，其他基站保持不變。可以把三基站的距離資訊發到上位機上。上位機可以自動的更新基站的位置。