蒋伟楷

(广州市浩洋电子股份有限公司，广东 广州 511450)

引言

在演唱会、话剧、杂技等演艺活动中，为营造丰富的舞台艺术效果，通常利用灯具对移动目标进行跟踪追光。目前，舞台灯追光主要通过人工手动控制、事先规划和固定演员行走路线、速度等方法实现，不但演出成本高、费时费力，而且追光准确性、实时性难以满足要求[1，2]。因此，采用定位技术实现舞台灯光的自动跟踪功能具有较重要的意义。

目前，全球卫星定位系统(GNSS)应用室外定位效果较好[3]，但是卫星信号无法穿透建筑物等遮挡物，当舞台灯在室内使用时无法利用GNSS进行定位。因此，选取室内定位技术有利于扩大舞台灯自动跟踪功能的应用范围。当前，应用成熟的室内定位技术主要有：红外线定位、Wi-Fi定位、蓝牙定位、超声波定位、ZigBee定位、超宽带(Ultra Wide Band, UWB)定位、蜂窝移动网络定位、惯性导航、地磁导航等[4]。其中，UWB技术具有定位精度高、功耗低、穿透性好、抗干扰能力强等优点[5]。对UWB室内定位技术的研究主要集中在以下三个方面[6]：

1)UWB定位的相关原理和算法研究，可分为基于到达时间/到达时间差(TOA/TDOA)定位[7]、基于信号角度(AOA)定位[8]、基于信号强度(RSS)定位[9]等。

2)UWB信道传播建模，主要采用时域和频域测量方法。

3)定位误差建模，在非视距环境下定位技术的研究成为一个热点[10]。

文献[1]和[2]中选取UWB定位技术设计了舞台自动跟踪系统并取得一定的成效。但是，二者的定位系统均采用基于TOA的4基站三边/三维定位算法：将3个基站作为几何球心，基站与标签之间的距离作为半径求解球的交点，经解算后得到两个对称交点，选择与第4个基站距离最近的交点作为移动目标的最佳坐标。……