熊大UWB系列教程四：UWB超宽带三基站定位系统原理介绍与效果展示

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熊大最近忙于开发超宽带多基站多标签定位系统，一直没有更新博客，最近终于把系统调通了，我使用了decawave官方的定位上位机，把它翻译成了中文界面。单片机的测距源码是我自己写的，这样可以灵活很多，未来可以兼容更多数量的标签（官方最多8个）。

这篇博客将对多基站定位系统进行一个介绍。首先我们来看一下，熊大开发的超宽带定位的效果视频，本视频中使用了三基站一标签定位系统。（点击图片跳转）

 

 

超宽带定位系原理简介

         超宽带定位的基本思路还是做测距，通过测量标签到三基站的距离来确定标签的位置。具体的测距时序如下。使用这种通讯方式只需要5次通讯，就能测量标签分别到三个基站的距离。测量标签到N个基站的距离，只需要N+2次通讯。这种测距方式是一对一DS测距方式的延伸，不理解这种方式测距原理的同学，可以参考熊大的上一篇教程，里面有对该方式实现测距的详细解释。

所有的距离信息最终会通过基站0发送给电脑，PC端会根据标签到三基站的距离信息进行坐标解算，具体方式如下图所示。已知三基站的位置后（系统可以自动标定），以三基站的位置为原点，标签到三基站的距离为半径，画三个圆，三个圆的交点就是标签的坐标。

 

上位机输出的坐标是标签的三维坐标，但是这里面需要注意的是，三个圆在三维空间其实有2个交点，这两个交点是相对于三基站平面高度上的镜像点。所以官方推荐基站的安装位置要比标签高一些，这样可以把在基站上面的交点忽略。

还有一种解决方法是安装第四个基站，第四个基站要和其他三基站不在一个平面上，这样空间中的四个圆就只有一个交点。

 

         基站之间也可以实现相互测距，具体方法就是一个基站作为标签，其他基站保持不变。可以把三基站的距离信息发到上位机上。上位机可以自动的更新基站的位置。