本发明涉及uwb通信应用，具体是涉及一种基于uwb技术的防碰撞与定位系统及方法。
背景技术：
1、随着室内定位技术的发展，人们对于室内定位的精度和安全性要求越来越高。同时，在自动控制领域，防碰撞技术对于车辆的安全性至关重要。尤其在工业领域的使用场景中，企业对各种型号的工业车辆的使用及位置监控的需求不断提高，同时在厂区内行驶中的工业车辆因为诸多主客观因素导致对周围工作的工人具有较多的安全隐患，所以实时监测车辆间与车辆与人间的距离成为必需。因此，市场上对于定位和防碰撞的融合需求是很高的。目前市面上基于uwb技术的定位与防碰撞的方案均以定位和防碰撞分别使用两套系统来完成需求。
2、尽管此方案可以有效的完成定位和防碰撞的需求，但是并不高效且有明显的使用场景限制。高昂的使用成本、繁杂的车辆挂载设备和极高的系统使用难度这些都在制约uwb定位技术与防碰撞技术的使用。由于是分装两套系统完成同时实现定位与防碰撞的，因此在后续的设备维护中也将要付出更多的经济成本与人力成本，例如需要分别设置定位设备维护专员和防碰撞设备维护专员等。并且因为同时实现所需要的设备数量繁多，当所使用的车辆是小型车或者车辆结构特殊的时候可能会造成无法再一辆车上同时安装两套系统导致实时定位需求和安全性两者无法同时满足的情形，此外，现有的基于uwb技术的防碰撞算法仅仅依靠标签之间的距离来判定，当标签之间的距离过近则触发防碰撞警告，这种方式忽略了场地的实际状态，当场地内部的空间足够标签所代表的物体交错时，缺乏有效的识别方法，导致防碰撞警告的智能性不强，影响厂区内部的车辆和人员的移动效率。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提供一种基于uwb技术的防碰撞与定位系统及方法，本技术方案解决了上述的现有技术中存在的至少一个技术问题。
2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，包括：
4、构建场内定位范围内的二维平面地图；
5、采集标签与至少三个定位基站之间的距离，得到基准距离数据，所述标签包括车载tbox和防碰撞标签；
6、基于基准距离数据和定位基站的位置，确定标签在二维平面地图中的实时所在位置；
7、基于标签在二维平面地图中的实时所在位置，确定标签的位置移动方向和速度；
8、针对于标签属性确定每个标签的预测分析时长；
9、基于标签的位置移动方向和速度，预测判断在标签预测分析时长内的行动轨迹内是否存在与其他标签的位置重合的时刻，若是，则将该标签位置重合点设定为标签交错点，若否，则不做响应；
10、基于标签交错点对应的发生位置重合的至少两个标签的属性，采用防碰撞识别算法，判断在标签交错点处是否存在碰撞风险，若是，则发出碰撞风险信号至标签交错点对应的发生位置重合的至少两个标签，若否，则不做响应。
11、优选的，所述采集标签与至少三个定位基站之间的距离具体包括：
12、标签通过内置的标签uwb通信模块接收定位基站发送的uwb信号，并解算uwb信号中包含的信号数据，同时基于解算到的信号数据通过uwb信号返回位置信息数据至定位基站；
13、定位基站基于uwb信号的发送时间和接收到标签返回uwb信号的接收时间之间的时间差，结合uwb信号传播速度，确定标签与定位基站之间的距离。
14、优选的，所述基于基准距离数据和定位基站的位置，确定标签在二维平面地图中的实时所在位置具体包括：
15、以定位基站的位置为圆心，以标签与定位基站之间的距离为半径作圆，得到定位圆；
16、确定标签对应的至少三个定位基站的作出的定位圆的交点，该交点即为标签在二维平面地图中的实时所在位置。
17、优选的，所述针对于标签属性确定每个标签的预测分析时长具体为：
18、基于标签属性确定标签制动能力；
19、基于标签制动能力和标签的位置移动速度，确定标签从当前速度减速到0所需要的制动时间，以该时间作为标签的预测分析时长。
20、优选的，所述防碰撞识别算法具体包括：
21、基于历史定位数据，确定标签交错点是否存在容至少两个标签同时通过的空间，若是，则判定不存在存在碰撞风险，若否，则判定存在碰撞风险。
22、优选的，所述基于历史定位数据，确定标签交错点是否存在容至少两个标签同时通过的空间具体包括：
23、确定在标签交错点对应的发生位置重合的至少两个标签的属性，在历史定位数据中查找与当前时刻最接近的至少一个与两个标签的属性相同的标签在标签交错点的交错数据，作为样本交错数据；
24、计算样本交错数据中未发生碰撞的样本交错数据的数量与样本交错数据总数量的占比，作为交错碰撞风险，判断交错碰撞风险是否大于预设值，若是，则判定标签交错点不存在容至少两个标签同时通过的空间，若否，则判定标签交错点存在容至少两个标签同时通过的空间。
25、进一步的，提出一种基于uwb技术的防碰撞与定位系统，用于实现如上述的基于uwb技术的防碰撞与定位方法，包括：
26、至少三个定位基站，所述定位基站用于发送uwb信号和并接收标签的位置信息；
27、标签，所述标签至少包括车载tbox和人员防碰撞标签，所述标签与定位基站通讯连接，所述车载tbox一一对应的安装于工业车辆上，所述人员防碰撞标签一一对应的佩戴与人员身上；
28、综合管理平台，所述综合管理平台与所述定位基站电性连接，所述综合管理平台用于管理和监控所有标签的位置和状态。
29、可选的，所述定位基站内部集成有：
30、基站uwb通信模块，所述基站uwb通信模块用于发送uwb信号和接收返回的位置信息数据；
31、数据处理单元，所述数据处理单元用于处理接收到的位置信息数据，并计算标签与定位基站的距离；
32、位置计算模块，所述位置计算模块用于根据标签与至少三个定位基站的距离计算标签的准确位置。
33、可选的，所述标签内部集成有：
34、标签uwb通信模块，所述标签uwb通信模块用于接收定位基站发送的uwb信号、提取定位基站发送的uwb信号中的信号数据并基于解算到的信号数据通过uwb信号返回位置信息数据至定位基站。
35、可选的，所述综合管理平台包括：
36、时长确定单元，所述时长确定单元用于针对于标签属性确定每个标签的预测分析时长；
37、轨迹预测单元，所述轨迹预测单元用于基于标签的位置移动方向和速度，预测判断在标签预测分析时长内的行动轨迹内是否存在与其他标签的位置重合的时刻，若是，则将该标签位置重合点设定为标签交错点，若否，则不做响应；
38、碰撞风险预测单元，所述碰撞风险预测单元用于基于标签交错点对应的发生位置重合的至少两个标签的属性，采用防碰撞识别算法，判断在标签交错点处是否存在碰撞风险，若是，则发出碰撞风险信号至标签交错点对应的发生位置重合的至少两个标签，若否，则不做响应。
39、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
40、本发明提出一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，采用uwb通信技术，能够实现高精度的定位和距离测量。通过实时监测周围车辆和行人的距离和速度，并发出警示信号，并通过厂区内部的历史定位数据分析标签存在交错的位置是否可容纳车辆和行人同时通过，且本发明中的利用定位数据预测行动轨迹的方法，可实现定位的同时兼顾防碰撞计算，能够避免车辆之间的碰撞，基于此，本方案可有效的提高厂区内部的车辆和人员的移动效率，且能够在室内定位领域和自动控制领域广泛应用，有效提高定位精度和安全性。
1.一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，其特征在于，所述采集标签与至少三个定位基站之间的距离具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，其特征在于，所述基于基准距离数据和定位基站的位置，确定标签在二维平面地图中的实时所在位置具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，其特征在于，所述针对于标签属性确定每个标签的预测分析时长具体为：
5.根据权利要求4所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，其特征在于，所述防碰撞识别算法具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位方法，其特征在于，所述基于历史定位数据，确定标签交错点是否存在容至少两个标签同时通过的空间具体包括：
7.一种基于uwb技术的防碰撞与定位系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-6任一项所述的基于uwb技术的防碰撞与定位方法，包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位系统，奇特诊在于，所述定位基站内部集成有：
9.根据权利要求8所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位系统，奇特诊在于，所述标签内部集成有：
10.根据权利要求9所述的一种基于uwb技术的防碰撞与定位系统，奇特诊在于，所述综合管理平台包括：
