【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于智能制造領域，尤其是涉及一種超高精度定位方法與系統。
技術介紹
1、高精度定位指“亞米級”精度的定位，uwb即超寬帶技術是實現“亞米級”高精度定位的最典型技術。受限于uwb的技術特性和應用環境，實際應用場景中的uwb定位誤差為30cm～50cm。
2、在一些智能制造場景中，生產監控要求定位誤差低至10cm以下，基于uwb的高精度定位系統無法達到這樣的定位精度。
3、激光雷達的物體識別精度可達10cm以下，可用于定位應用，但激光雷達只能知道某個物體的位置，激光雷達并無法通過通信過程獲取該物體的具體標識，因此激光雷達無法構成一個適用于智能制造的定位系統。
4、中國專利cn107816990a公開了一種定位方法和定位裝置，該定位方法包括：通過第一定位系統獲取m個實際位置信息組，所述m個實際位置信息組中第i個實際位置信息組包括第i個待識別物體的n個實際位置信息；通過第二定位系統獲取目標物體的n個參考位置信息；根據所述m個實際位置信息組和所述目標物體的n個參考位置信息，確定所述m個待識別物體中的第j個待識別物體為所述目標物體。但該方法是通過運動矢量組的對比來匹配待定位目標的定位與標識，對于靜態物體便無法將待定位目標的定位與標識進行匹配。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種超高精度定位方法與系統。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
3、本專利技術提供了一種超高精
4、步驟s1：uwb基站根據激光雷達與待定位目標的uwb標簽獲取激光雷達的位置數據與待定位目標的初步位置數據；
5、步驟s2：通過激光雷達的位置數據、待定位目標的初步位置數據與激光雷達的三維可視區域判斷某個待定位目標是否在激光雷達的覆蓋范圍內，形成待定位目標與激光雷達的匹配關系數據；
6、步驟s3：激光雷達對覆蓋范圍內的待定位目標進行定位，形成待定位目標的相對位置數據；
7、步驟s4：根據激光雷達的位置數據與待定位目標的相對位置數據，計算獲得待定位目標的高精度定位數據；
8、步驟s5：根據待定位目標的初步位置數據、待定位目標與激光雷達的匹配關系數據和待定位目標的高精度定位數據，將待定位目標的標識與待定位目標的高精度定位數據進行匹配，匹配過程包括：根據待定位目標與激光雷達的匹配關系數據中的激光雷達的設備標識與待定位目標的高精度定位數據中的進行匹配，匹配到多個待定位目標的高精度定位數據，計算匹配關系數據中待定位目標的初步位置數據與多個待定位目標的高精度定位數據的距離，選取距離最小的高精度定位數據，選取匹配關系數據中的待定位目標的設備標識與選取的高精度定位數據的高精度坐標，實現待定位目標設備標識與待定位目標高精度坐標的匹配，遍歷匹配關系數據，實現所有待定位目標的匹配。
9、進一步的，所述uwb基站通過uwb標簽獲取位置數據時還獲得了攜帶該uwb標簽設備的設備標識。
10、進一步的，所述設備標識包括設備類型、設備名稱、設備編號。
11、進一步的，所述激光雷達的安裝位置滿足所有激光雷達的三維可視區域覆蓋所有待定位目標。
12、進一步的，所述步驟s2判斷某個待定位目標是否在激光雷達的覆蓋范圍內過程包括：基于uwb基站對激光雷達ly的定位與激光雷達的三維可視區域，uwb基站對待定位目標uwb標簽tx的定位，判斷待定位目標是否在激光雷達的覆蓋范圍，若是，則形成待定位目標與激光雷達的匹配關系數據，若同一個待定位目標同時在不同的激光雷達覆蓋范圍內，則優先匹配距離待定位目標更近的激光雷達。
13、進一步的，所述待定位目標與激光雷達的匹配關系數據為r(ly，tx)，其中ly為激光雷達的設備標識，tx包括待定位目標的設備標識與待定位目標的初步位置數據，所述待定位目標的初步位置數據為在uwb基站坐標系下的三維坐標。
14、進一步的，所述步驟s3中待定位目標的相對位置數據為在激光雷達坐標系下的三維坐標。
15、進一步的，所述激光雷達的位置數據為在uwb基站坐標系下的三維坐標。
16、進一步的，所述步驟s4計算過程包括：激光雷達的位置數據為(ly，xj、yj、zj)，待定位目標的相對位置數據為(xp、yp、zp)，判斷激光雷達的位置數據與待定位目標的相對位置數據是否為相同坐標系，若是，則待定位目標的超高精度定位數據為(ly，xj+xp、yj+yp、zj+zp)，其中ly為激光雷達的設備標識，(xj+xp、yj+yp、zj+zp)為待定位目標在uwb基站坐標系下的超高精度坐標，若否，將激光雷達的位置數據與待定位目標的相對位置數據轉換為相同的坐標系下的位置數據，轉換后的激光雷達的位置數據為(ly，x2j、y2j、z2j)，待定位目標的相對位置數據為(x2p、y2p、z2p)，則待定位目標的超高精度定位數據為(ly，x2j+x2p、y2j+y2p、z2j+z2p)。
17、本專利技術還提供了一種超高精度定位系統，包括uwb定位模塊、激光雷達定位模塊、超高精度定位計算模塊，所述uwb定位模塊包括uwb基站與設置在待定位目標、激光雷達上的uwb標簽，所述uwb標簽周期性發送uwb定位脈沖信號，所述uwb基站接收測量uwb定位標簽的定位脈沖信號，得到定位數據，所述激光雷達定位模塊用于產生待定位目標的超高精度定位數據，所述超高精度定位計算模塊利用激光雷達的位置數據、待定位目標與激光雷達的匹配關系數據、激光雷達對覆蓋范圍內的待定位目標進行定位的位置數據，形成待定位目標的超高精度定位數據和具體設備標識匹配。
18、與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
19、(1)本專利技術的待定位目標的定位數據由激光雷達測量產生，精度可達到cm級，滿足了在智能制造領域的超高精度定位需求。
20、(2)本專利技術中待定位目標的定位標識由uwb標簽所標識，系統可準確獲知定位數據是指向了哪個具體uwb標簽，準確標識了待定位目標。
21、(3)本專利技術的方法和裝置最后輸出待定位目標的具體標識與定位數據，完成了超高精度定位的系統功能。
22、(4)本專利技術通過待定位目標的初步定位數據與高精度定位數據進行距離計算，進行待定位目標標識與高精度定位數據的匹配，解決了現有技術中要通過運動矢量組的對比來匹配待定位目標的定位與標識，對于靜態物體便無法將待定位目標的定位與標識進行匹配的技術問題。
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1.一種超高精度定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述UWB基站通過UWB標簽獲取位置數據時還獲得了攜帶該UWB標簽設備的設備標識。
3.根據權利要求2所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述設備標識包括設備類型、設備名稱、設備編號。
4.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述激光雷達的安裝位置滿足所有激光雷達的三維可視區域覆蓋所有待定位目標。
5.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述步驟S2判斷某個待定位目標是否在激光雷達的覆蓋范圍內過程包括：基于UWB基站對激光雷達Ly的定位與激光雷達的三維可視區域，UWB基站對待定位目標UWB標簽Tx的定位，判斷待定位目標是否在激光雷達的覆蓋范圍，若是，則形成待定位目標與激光雷達的匹配關系數據，若同一個待定位目標同時在不同的激光雷達覆蓋范圍內，則優先匹配距離待定位目標更近的激光雷達。
6.根據權利要求5所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述待定位目標與激光雷達的匹配關系
7.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述步驟S3中待定位目標的相對位置數據為在激光雷達坐標系下的三維坐標。
8.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述激光雷達的位置數據為在UWB基站坐標系下的三維坐標。
9.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述步驟S4計算過程包括：激光雷達的位置數據為(LY，Xj、Yj、Zj)，待定位目標的相對位置數據為(Xp、Yp、Zp)，判斷激光雷達的位置數據與待定位目標的相對位置數據是否為相同坐標系，若是，則待定位目標的超高精度定位數據為(LY，Xj+Xp、Yj+Yp、Zj+Zp)，其中LY為激光雷達的設備標識，(Xj+Xp、Yj+Yp、Zj+Zp)為待定位目標在UWB基站坐標系下的超高精度坐標，若否，將激光雷達的位置數據與待定位目標的相對位置數據轉換為相同的坐標系下的位置數據，轉換后的激光雷達的位置數據為(LY，X2j、Y2j、Z2j)，待定位目標的相對位置數據為(X2p、Y2p、Z2p)，則待定位目標的超高精度定位數據為(LY，X2j+X2p、Y2j+Y2p、Z2j+Z2p)。
10.一種超高精度定位系統，其特征在于，包括UWB定位模塊、激光雷達定位模塊、超高精度定位計算模塊，所述UWB定位模塊包括UWB基站與設置在待定位目標、激光雷達上的UWB標簽，所述UWB標簽周期性發送UWB定位脈沖信號，所述UWB基站接收測量UWB定位標簽的定位脈沖信號，得到定位數據，所述激光雷達定位模塊用于產生待定位目標的高精度定位數據，所述高精度定位計算模塊利用激光雷達的位置數據、待定位目標與激光雷達的匹配關系數據、激光雷達對覆蓋范圍內的待定位目標進行定位的位置數據，形成待定位目標的高精度定位數據和具體設備標識匹配。
...【技術特征摘要】
1.一種超高精度定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述uwb基站通過uwb標簽獲取位置數據時還獲得了攜帶該uwb標簽設備的設備標識。
3.根據權利要求2所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述設備標識包括設備類型、設備名稱、設備編號。
4.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述激光雷達的安裝位置滿足所有激光雷達的三維可視區域覆蓋所有待定位目標。
5.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述步驟s2判斷某個待定位目標是否在激光雷達的覆蓋范圍內過程包括：基于uwb基站對激光雷達ly的定位與激光雷達的三維可視區域，uwb基站對待定位目標uwb標簽tx的定位，判斷待定位目標是否在激光雷達的覆蓋范圍，若是，則形成待定位目標與激光雷達的匹配關系數據，若同一個待定位目標同時在不同的激光雷達覆蓋范圍內，則優先匹配距離待定位目標更近的激光雷達。
6.根據權利要求5所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述待定位目標與激光雷達的匹配關系數據為r(ly，tx)，其中ly為激光雷達的設備標識，tx包括待定位目標的設備標識與待定位目標的初步位置數據，所述待定位目標的初步位置數據為在uwb基站坐標系下的三維坐標。
7.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方法，其特征在于，所述步驟s3中待定位目標的相對位置數據為在激光雷達坐標系下的三維坐標。
8.根據權利要求1所述的一種超高精度定位方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王平，吳文波，梁榮青，馬毅華，宗智誠，
申請(專利權)人：上海申鐵信息工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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