定位系统及方法、数据库、神经网络模型训练方法技术方案

本发明专利技术提供了一种定位系统及方法、数据库、神经网络模型训练方法，其中，定位系统可通过惯性测量单元IMU获取的作为历史测量信息的一组或多组第二测量信息与超宽带UWB单元获取的作为历史位置信息的一组或多组第二位置信息进行神经网络模型的训练，从而可进一步通过惯性测量单元IMU获取的第一测量信息以及神经网络模型获取目标对应的第一位置信息，以完成对目标对象的定位。因此，本发明专利技术可以解决相关技术中UWB定位的定位效果易于受环境遮挡或多径效应的影响而造成的干扰的问题，以达到提高UWB定位的精度的效果。

Positioning system and method, database, neural network model training method

【技术实现步骤摘要】
定位系统及方法、数据库、神经网络模型训练方法
本专利技术涉及导航领域，具体而言，涉及一种定位系统及方法、数据库、神经网络模型训练方法。
技术介绍
超宽带（UltraWideBand，UWB）技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术。UWB技术不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很大，尽管使用无线通信，但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。使用UWB技术可在非常宽的带宽上传输信号，美国联邦通信委员会（FCC）对UWB技术的规定为：在3.1~10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。由于UWB技术具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、截获率低、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点，因此，UWB技术对于室内场景下可实现精确的定位。图1是根据相关技术提供的UWB室内定位系统的工作示意图，如图1所示，UWB室内定位系统通常由定位基站和定位标签两部分构成，基站单元为预先布设好的拥有固定坐标的单元，通常情况下，至少4个基站单元就可以完成对标签UWB单元的定位。UWB室内定位系统进行定位过程中，可由定位基站或定位标签主动发起测距请求，并进一步通过飞行时间法（Timeofflight，TOF）测距方式或到达时间差（TimeDifferenceofArrival，TDOA）测距方式以确定定位标签的位置，从而实现定位。目前的UWB技术实现室内定位过程中，由于定位场景内的环境遮挡或多径效应可能会对定位效果造成极大的干扰，图2是根据相关技术提供的UWB室内定位的环境遮挡示意图，如图2所示，UWB室内定位系统工作过程中，当定位基站与定位标签之间存在遮挡，如墙壁等，进而导致定位基站与定位标签之间的信号传输受到干扰以造成定位精度下降。对此，相关技术中采用增加基站的分布数量或密度的方式，以减少环境遮挡或多径效应的影响；但上述增加基站的过程中的布设难度以及设备成本均会极大的提高。针对上述相关技术中，UWB定位的定位效果易于受环境遮挡或多径效应的影响而造成的干扰的问题，相关技术中尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种定位系统及方法、数据库、神经网络模型训练方法，以至少解决相关技术中UWB定位的定位效果易于受环境遮挡或多径效应的影响而造成的干扰的问题。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种定位系统，包括：惯性测量单元IMU，配置为获取第一测量信息与一组或多组第二测量信息，其中，所述第一测量信息为目标对象的实时测量信息，所述第二测量信息为历史测量信息；超宽带UWB单元，配置为获取一组或多组第二位置信息，其中，所述第二位置信息为历史位置信息；解算单元，配置为根据所述第一测量信息以及预设的神经网络模型确定第一位置信息，并根据所述第一位置信息对目标对象进行定位；其中，所述神经网络模型是根据所述一组或多组第二测量信息与所述一组或多组第二位置信息训练得到的。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种数据库，包括：一组或多组第二测量信息，一组或多组第二位置信息，以及所述一组或多组第二测量信息与所述一组或多组第二位置信息之间的对应关系；其中，所述一组或多组第二测量信息为通过一个或多个惯性测量单元IMU获取，所述一组或多组第二位置信息通过一个或多个超宽带UWB单元获取。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种定位方法，包括：获取第一测量信息以及一组或多组第二测量信息；其中，所述第一测量信息为目标对象的实时测量信息，所述一组或多组第二测量信息为历史测量信息；根据所述第一测量信息以及预设的神经网络模型确定第一位置信息，并根据所述第一位置信息对所述目标对象进行定位；其中，所述神经网络模型是根据一组或多组第二测量信息与一组或多组第二位置信息训练得到的，所述一组或多组第二位置信息为历史位置信息。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种神经网络模型训练方法，包括：获取一组或多组第二测量信息，其中，所述一组或多组第二测量信息通过惯性测量单元IMU进行获取；获取一组或多组第二位置信息，其中，所述一组或多组第二位置信息通过超宽带UWB单元进行获取；根据所述一组或多组第二测量信息以及所述一组或多组第二位置信息对预设的神经网络模型进行训练，以得到训练后的所述神经网络模型。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种定位装置，包括：测量模块，用于获取第一测量信息以及一组或多组第二测量信息；其中，所述第一测量信息为目标对象的实时测量信息，所述一组或多组第二测量信息为历史测量信息；解算模块，用于根据所述第一测量信息以及预设的神经网络模型确定第一位置信息，并根据所述第一位置信息对所述目标对象进行定位；其中，所述神经网络模型是根据一组或多组第二测量信息与一组或多组第二位置信息训练得到的，所述一组或多组第二位置信息为历史位置信息。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种神经网络模型训练装置，包括：第一获取模块，用于获取一组或多组第二测量信息，其中，所述一组或多组第二测量信息通过惯性测量单元IMU进行获取；第二获取模块，用于获取一组或多组第二位置信息，其中，所述一组或多组第二位置信息通过超宽带UWB单元进行获取；训练模块，用于根据所述一组或多组第二测量信息以及所述一组或多组第二位置信息对预设的神经网络模型进行训练，以得到训练后的所述神经网络模型。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。通过本专利技术，由于可通过惯性测量单元IMU获取的作为历史测量信息的一组或多组第二测量信息与超宽带UWB单元获取的作为历史位置信息的一组或多组第二位置信息进行神经网络模型的训练，从而可进一步通过惯性测量单元IMU获取的第一测量信息以及神经网络模型获取目标对应的第一位置信息，以完成对目标对象的定位。因此，本专利技术可以解决相关技术中UWB定位的定位效果易于受环境遮挡或多径效应的影响而造成的干扰的问题，以达到提高UWB定位的精度的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据相关技术提供的UWB室内定位系统的工作示意图；图2是根据相关技术提供的UWB室内定位的环境遮挡示意图；图3是根据本专利技术实施例提供的定位系统的功能示意图；图4是根据本专利技术具体实施例提供的定位系统的工作示意图；图5是根据本专利技术具体实施例提供的定位系统的交互示意图（一）；图6是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位系统，其特征在于，包括：/n惯性测量单元IMU，配置为获取第一测量信息与一组或多组第二测量信息，其中，所述第一测量信息为目标对象的实时测量信息，所述第二测量信息为历史测量信息；/n超宽带UWB单元，配置为获取一组或多组第二位置信息，其中，所述第二位置信息为历史位置信息；/n解算单元，配置为根据所述第一测量信息以及预设的神经网络模型确定第一位置信息，并根据所述第一位置信息对目标对象进行定位；其中，所述神经网络模型是根据所述一组或多组第二测量信息与所述一组或多组第二位置信息训练得到的。/n

【技术特征摘要】
20191016 CN 20191098492611.一种定位系统，其特征在于，包括：
惯性测量单元IMU，配置为获取第一测量信息与一组或多组第二测量信息，其中，所述第一测量信息为目标对象的实时测量信息，所述第二测量信息为历史测量信息；
超宽带UWB单元，配置为获取一组或多组第二位置信息，其中，所述第二位置信息为历史位置信息；
解算单元，配置为根据所述第一测量信息以及预设的神经网络模型确定第一位置信息，并根据所述第一位置信息对目标对象进行定位；其中，所述神经网络模型是根据所述一组或多组第二测量信息与所述一组或多组第二位置信息训练得到的。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IMU至少包括以下至少之一：加速度传感器、角速度传感器、地磁传感器；其中，
所述加速度传感器配置为获取第一加速度信息以及第二加速度信息，所述第一加速度信息为所述目标对象的实时加速度信息，所述第二加速度信息为历史加速度信息；
所述角速度传感器配置为获取第一角速度信息，或者，所述角速度传感器配置为获取第一角速度信息以及第二角速度信息；所述第一角速度信息为所述目标对象的实时角速度信息，所述第二角速度信息为历史角速度信息；
所述地磁传感器配置为获取第一地磁信息，或者，所述地磁传感器配置为获取第一地磁信信息以及第二地磁信息；所述第一地磁信息为所述目标对象的实时地磁信息，所述第二地磁信息为历史地磁信息。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一测量信息至少包括所述第一加速度信息，所述第二测量信息至少包括所述第二加速度信息；
所述解算单元还配置为，根据所述第一加速度信息以及所述神经网络模型确定第一速率信息，并根据所述第一速率信息以及所述第一角速度信息确定所述第一位置信息，以对所述目标对象进行定位。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括滤波单元，所述滤波单元配置为，根据所述第一地磁信息以及所述第一角速度信息进行互补滤波处理，以获取第一航向信息；
所述解算单元还配置为，根据所述第一速率信息以及所述第一航向信息确定所述第一位置信息，以对所述目标对象进行定位。


5.一种数据库，其特征在于，包括：
一组或多组第二测量信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苏，黄珊，
申请(专利权)人：张苏，
类型：发明
国别省市：江苏;32