一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法技术

本发明专利技术提供的一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法，首先是UWB基站和UWB标签通过TOF(飞行时间)和三角定位原理，对标签进行初次定位，结合UWB标签的历史定位信息，进行惯性融合计算，减少有遮挡时的UWB标签定位飘移的幅度，从而提高定位的精度。与其他UWB定位技术相比，本发明专利技术提高了有遮挡的情况下的UWB定位标签的飘移幅度，从而提高定位的精度，减少了UWB布站的密度。少了UWB布站的密度。少了UWB布站的密度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法


[0001]本专利技术涉及室内定位领域，尤其涉及一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法。

技术介绍

[0002]室内定位技术是为了弥补全球导航定位系统无法很好的在室内应用而产生的。随着人们对室内定位技术的关注与研究，出现了很多室内定位方法，按照传输的信号不同，一般可以分为红外线、超声波、蓝牙、射频识别、超宽带等。各定位方案均有优缺点，但是超宽带(Ultra
‑
wideband，UWB)技术的定位精度相较于其他的定位技术高了很多，且可靠性和安全性都相对更好，成本居中，因此UWB室内定位技术倍受业界人士的关注。
[0003]超宽带(UltraWide Band，简称UWB)技术是一种无线载波通信技术，通过发送纳秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据，基于ToF技术计算无线电波返回设备的时间，进而测算设备间的距离，测距精度极高，可以达到厘米级。UWB与蓝牙、红外线、超超波等传统的室内定位技术相比，具体收发时间短，抗多径效果好，系统安全性高，整体功能低的特点，因此可以用于室内静止或移动的人或物的高精度定位与跟踪。
[0004]目前UWB应用于室内定位系统时，由于室内墙壁的遮挡和信息干扰的因素，在在以下问题：在人和物静止时会产生飘移，造成定位不准确，反应在室内地图上，人和物会产生摆动。
[0005]在人和物运动时，产生定位超前，反应在室内地图上时，产生人或物未到达位置，地图上显示已到位置。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法，所述优化方法包括：
[0008]步骤S1：安装UWB基站，记录下定位基站的安装位置，在所述UWB基站上配置好UWB定位系统的服务器地址；
[0009]步骤S2：安装PostgreSQL数据库，并在数据库中建立表；
[0010]步骤S3：安装所述UWB定位系统；
[0011]步骤S4：采集人员携带UWB标签在室内走动，产生脉冲信号，所述UWB基站接收脉冲信号；
[0012]步骤S5：根据步骤S3中配置好的UWB系统接收到UWB基站传输的信号，计算出UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号；
[0013]步骤S6：根据UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号，获得最近的五条位置数据hs(xi,yi),i＝(1,2,3,4,5)；
[0014]步骤S7：用步骤S5得到的UWB标签位置数据u(x0,y0)和步骤S6得到的第一条位置数据hs(x1,y1)进行向量加运算得到l
’
,然后再将l
’
除以2得到L；
[0015]l
’
＝us(x0,y0)+hs1(x1,y1)；
[0016]L(x0,y0)＝l
’
/2；
[0017]步骤S8:用步骤S6中得到hs(xi,yi),i＝(1,2,3,4,5)和步骤S7中得到L(x0,y0),共6个位置数据,依次计算两个点的斜率,记作kn,n＝(5,4,3,2,1)；
[0018]k5＝hs(y5)
‑
hs(y4)/hs(x5)
‑
hs(x4)；
[0019]k4＝hs(y4)
‑
hs(y3)/hs(x4)
‑
hs(x3)；
[0020]k3＝hs(y3)
‑
hs(y2)/hs(x3)
‑
hs(x2)；
[0021]k2＝hs(y2)
‑
hs(y1)/hs(x2)
‑
hs(x1)；
[0022]k1＝hs(y1)
‑
L(y0)/hs(x1)
‑
L(x0)；
[0023]步骤S9:用步骤S5中得到的斜率kn,n＝(5,4,3,2,1),再依次计算两个斜率形成的直线的夹角,记得Jn,n＝(4,3,2,1)；
[0024]J4＝(k5
‑
k4)/(1+k5*k4)；
[0025]J3＝(k4
‑
k3)/(1+k4*k3)；
[0026]J2＝(k3
‑
k2)/(1+k3*k2)；
[0027]J1＝(k2
‑
k1)/(1+k2*k1)；
[0028]步骤S10:根据步骤S6得到的hs(xi,yi),i＝(1,2,3,4,5)和步骤S7得到位置数据L(x0,y0),计算i等于5时的hs(x5,y5)与L(x0,y0)和距离记作dis；
[0029][0030]步骤S11：得到最终UWB标签位置lc，根据所述最终UWB标签位置lc在室内地图上显示出UWB标签的位置信息。
[0031]可选的，所述在数据库中建立表具体包括：在数据库中建立以“label_info_+UWB标签编号”形式命名的表。
[0032]可选的，所述安装所述UWB定位系统具体包括：要求UWB定位系统安装在UWB基站配置的服务器IP地址上；
[0033]在UWB定位系统中记录下每个UWB基站的安装位置信息，同时校准每个UWB的时间戳信息。
[0034]可选的，所述计算出UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号具体包括：利用飞行时间TOF和三角定位原理，初步计算出UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号。
[0035]可选的，所述步骤S6：根据UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号，获得最近的五条位置数据具体包括：
[0036]根据UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号到步骤2中的表中根据定位时间倒序排列，取得离当前时间最近的五条位置数据，分别记作hs(xi,yi),i＝(1,2,3,4,5)，如果未找到，将步骤S5取得的位置数据直接存入数据库中以UWB标签号结尾的表中，同时跳转到步骤S5获取下一次的UWB定位标签位置数据。
[0037]可选的，所述根据步骤S9得到到夹角J1和步骤S10得到的距离dis，进行逻辑判断包括：
[0038]如果dis<30cm并且0度<＝|J1|<＝45度，则lc＝L(x0,y0)；
[0039]如果dis<30CM并且45度<J1<135度，则lc＝hs(x5,y5)；
[0040]如果dis<30cm并且135度<|J1|<＝180度，则lc＝L(x0,y0)；
[0041]如果dis>30cm并且0度<＝|J1|<＝45度，则lc＝L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：步骤S1：安装UWB基站，记录下定位基站的安装位置，在所述UWB基站上配置好UWB定位系统的服务器地址；步骤S2：安装PostgreSQL数据库，并在数据库中建立表；步骤S3：安装所述UWB定位系统；步骤S4：采集人员携带UWB标签在室内走动，产生脉冲信号，所述UWB基站接收脉冲信号；步骤S5：根据步骤S3中配置好的UWB系统接收到UWB基站传输的信号，计算出UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号；步骤S6：根据UWB标签的位置数据u(x0,y0)标签的编号，获得最近的五条位置数据hs(xi,yi),i＝(1,2,3,4,5)；步骤S7：用步骤S5得到的UWB标签位置数据u(x0,y0)和步骤S6得到的第一条位置数据hs(x1,y1)进行向量加运算得到l
’
,然后再将l
’
除以2得到L；l
’
＝us(x0,y0)+hs1(x1,y1)；L(x0,y0)＝l
’
/2；步骤S8:用步骤S6中得到hs(xi,yi),i＝(1,2,3,4,5)和步骤S7中得到L(x0,y0),共6个位置数据,依次计算两个点的斜率,记作kn,n＝(5,4,3,2,1)；k5＝hs(y5)
‑
hs(y4)/hs(x5)
‑
hs(x4)；k4＝hs(y4)
‑
hs(y3)/hs(x4)
‑
hs(x3)；k3＝hs(y3)
‑
hs(y2)/hs(x3)
‑
hs(x2)；k2＝hs(y2)
‑
hs(y1)/hs(x2)
‑
hs(x1)；k1＝hs(y1)
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L(y0)/hs(x1)
‑
L(x0)；步骤S9:用步骤S5中得到的斜率kn,n＝(5,4,3,2,1),再依次计算两个斜率形成的直线的夹角,记得Jn,n＝(4,3,2,1)；J4＝(k5
‑
k4)/(1+k5*k4)；J3＝(k4
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k3)/(1+k4*k3)；J2＝(k3
‑
k2)/(1+k3*k2)；J1＝(k2
‑
k1)/(1+k2*k1)；步骤S10:根据步骤S6得到的hs(xi,yi),i＝(1,2,3,4,5)和步骤S7得到位置数据L(x0,y0),计算i等于5时的hs(x5,y5)与L(x0,y0)和距离记作dis；步骤S11：得到最终UWB标签位置lc，根据所述最终UWB标签位置lc在室内地图上显示出UWB标签的位置信息。2.根据权利要求1所述的一种基于历史轨迹的减少UWB定位飘移的优化方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑波，张大永，张伟，
申请(专利权)人：河南水脉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：