在万物互联智能家居时代的背景下,智能机器逐渐代替人工实现自动各种功能的操作。本文的主旨是构建一种全新的适用于舞台灯、实现自动追光等功能的系统。本系统可替代人工追光,由电脑与定位系统结合来实现舞台灯对移动物体进行自动追光的功能,除此之外,本系统还设计了围栏、实时显示运动轨迹、自动读取灯库等功能。此系统解决了人工操作控制台进行舞台灯追光的问题,对于庞大的舞台灯市场和广大的舞台灯光从业者而言具有现实意义。文中首先介绍并比较了多种室内定位技术和定位算法,重点讲解了更适合实现舞台灯自动追光系统的高精度UWB定位技术和三维定位算法。本文在TOA基础上,实现了差分测距算法,此算法有无时间戳同步且时钟漂移误差小的优点,并且在定位多个移动标签时效率较高。结合硬件设备,在实测时每个移动标签每秒可更新10次位置信息,系统最多同时定位10个移动标签,且每个移动标签的定位信息不丢包、每次定位误差不超过25厘米,适用于舞台灯光斑直径不小于一米的舞台灯追光系统。本系统需要4个锚节点对移动节点进行定位,需要一个侦听节点接收位置信息并传输给电脑。电脑得到位置信息后,需根据舞台灯通信协议DMX512进行关键信息的改写,通过侦听节点与电脑的连接线将位置信息传输到电脑,再由转换线将电脑与舞台灯控制台相连接,根据协议传输由位置坐标转换后的最优通道值。因此本系统可以实现舞台灯的自动追光等功能。在此基础上之上,为了进一步提升舞台自动追光系统的定位更新频率和连续性,本文进行位置预测及插值处理。位置预测的实现是先划分定位区域,再使用LCS算法构建轨迹库,根据步伐阈值进行下一次位置的预测。插值处理是在轨迹最后一次位置与预测的下一次位置之间,结合步态趋势取三次插值位置,并对于预测的插值位置进行卡尔曼滤波减小误差。在长18米宽10米的区域测试本系统,追光误差不超过30厘米,光束连贯,追光效果良好。测试表明本系统适用于对更新频率、定位准确性、轨迹连续性要求较高的舞台自动追光系统。