提高枪支离位报警系统中UWB测距精度的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109655824A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201710940470.X(22)申请日2017.10.11(71)申请人北京凯乐比兴科技有限公司地址100020北京市朝阳区朝阳门外大街甲6号4层1座401(72)发明人郑剑锋(74)专利代理机构北京方安思达知识产权代理有限公司11472代理人陈琳琳武玥(51)Int.Cl.G01S13/78(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称提高枪支离位报警系统中UWB测距精度的方法(57)摘要公开了一种提高枪支离位报警系统中UWB测距精度的方法，包括：由安装于枪支内的信标的UWB模块在第一时刻向岗亭基站发出测距请求脉冲信号，岗亭基站UWB模块在第二时刻接收到请求脉冲信号，并在第三时刻向信标发出响应信号，信标的UWB模块在第四时刻接收到所述响应信号，并在第五时刻发出结束信号，岗亭基站UWB模块在第六时刻接收到结束信号；基于第一时刻、第二时刻、第三时刻、第四时刻、第五时刻和第六时刻计算出脉冲信号在信标和岗亭基站两者之间的双向飞行时间，从而确定UWB测距信息，其中，UWB测距信息是信标到岗亭基站的距离；以及基于多组不同的参数配置，自适应选择相应的参数配置对UWB测距信息数据进行滤波处理。CN109655824ACN109655824A权利要求书1/2页1.一种提高枪支离位报警系统中UWB测距精度的方法，包括：由安装于枪支内的信标的UWB模块在第一时刻向岗亭基站发出测距请求脉冲信号，所述岗亭基站UWB模块在第二时刻接收到所述请求脉冲信号，并在第三时刻向所述信标发出响应信号，所述信标的UWB模块在第四时刻接收到所述响应信号，并在第五时刻发出结束信号，所述岗亭基站UWB模块在第六时刻接收到所述结束信号；基于所述第一时刻、第二时刻、第三时刻、第四时刻、第五时刻和第六时刻计算出脉冲信号在所述信标和所述岗亭基站两者之间的双向飞行时间，从而确定UWB测距信息，其中，所述UWB测距信息是所述信标到所述岗亭基站的距离；以及基于多组不同的参数配置，自适应选择相应的参数配置对所述UWB测距信息数据进行滤波处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定UWB测距信息进一步包括：根据脉冲信号在所述信标和所述岗亭基站两者之间的单向飞行时间与电磁波传播速度的乘积，计算得出所述UWB测距信息，其中，所述单向飞行时间是基于以下公式计算得到的：TTOF＝(2TRR-TSP-2TSR+TRP+TRF-TSF)/4其中，TTOF是所述单向飞行时间，TSP是所述第一时刻，TRP是所述第二时刻，TSR是所述第三时刻，TRR是所述第四时刻，TSF是所述第五时刻，并且TRF是所述第六时刻。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多组不同的参数配置包括：慢速权值、快速权值和跳变权值。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述自适应选择相应的参数配置对所述UWB测距信息数据进行滤波处理进一步包括：建立一个队列；针对静止或慢速移动的情形、快速移动的情形和有遮挡环境的情形，分别建立所述慢速权值、所述快速权值和所述跳变权值；接收一个新的测量数据，压入所述队列；计算所述新的测量数据与上一次显示值的差值；以及根据所述差值来选择对应的权值以进行滤波运算。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述根据所述差值来选择对应的权值以进行滤波运算进一步包括：如果所述差值大于误差，则抛弃所述新的测量数据，保持上一次显示值；如果所述差值大于最大值，则判断所述新的测量数据为跳变的可能性大，使用所述跳变权值作为权重分配；如果所述差值大于快速移动阈值，则判断所述新的测量数据为跑步状态的可能性大，使用所述快速权值作为权重分配；如果所述差值大于慢速移动阈值，则判断所述新的测量数据为走动状态的可能性大，使用所述慢速权值作为权重分配；以及如果所述差值小于所述慢速移动阈值，则不对所述新的测量数据进行处理，使用原始测量数据。6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：2CN109655824A权利要求书2/2页基于所述信标内的加速度传感器所获得的信标运动状态，评估所述新的测量数据为异常数据的可能性，其中信标运动速度被计算，以根据原始数据与上一次测量值的差值判断数据正确或异常的可能性。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信标内的加速度传感器根据所感测到的信标的不同运动状态，自适应调整所述信标的UWB模块的测距频率。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述滤波处理包括限幅滤波、递推平均滤波、加权平均滤波。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UWB测距信息数据被存储在一个FIFO队列中，每次接收到的新测距数据被压入所述FIFO队列尾部，队头的数据被移除，对所