室内定位中DS-TWR测距算法的优化

摘要

针对现阶段UWB室内定位的测距过程中易出现通信冲突且标签功耗高的问题,提出一种改进的DS-TWR算法.该方法通过一种基于Hash算法的时隙分配方法计算标签和基站的时隙,使每个标签和基站都有唯一时隙,以减少通信过程中标签冲突现象;同时不同于传统TOA测距流程,该方法设置一个主基站,标签只需与主基站进行通信,而从基站只需要进行监听;通过DS-TWR算法来实现标签与主从基站之间的测距过程,最终完成室内定位.实验结果表明,该改进方案可以有效地减少定位通信次数,假设定位基站有N个,改进算法的通信次数约为传统DS-TWR算法的4/3N,且基站越多,减少次数越多,有很强的工程应用价值.通过减少通信次数可以优化标签功耗过高的问题,使标签功耗节省33.3％;针对传统测距算法中通信冲突的问题,在加入Hash算法后,测距过程中基站标签的通信冲突率降低13％,从而使得系统中标签容纳量增加.