一种抑制环境和硬件误差的室内定位方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制环境和硬件误差的室内定位方法，采用的是在使用UWB模块模拟多基站的环境条件下，测量基站到标签的距离信息，然后通过蓝牙适配器将距离信息传输到数据处理终端，在数据处理终端使用定位解算算法对测试距离进行解算；接着使用标定的方法对得到的多个测试距离进行数值的优化，以消除UWB模块自身硬件和室内环境的部分误差，进一步提升室内定位的定位精度；最后在相同环境条件下进行实时定位测试。由于本发明专利技术是通过现有设备来实现实时定位，只需要在原有设备的基础上进行更新及优化，因此无需额外铺设大量的硬件设备。本发明专利技术与现有技术相比具有更高的定位精度，在室内需要高精度测量的应用环境中具有较大优势和商业前景。大优势和商业前景。大优势和商业前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制环境和硬件误差的室内定位方法


[0001]本专利技术涉及高精度室内定位导航
，具体涉及使用一种抑制环境和硬件误差的室内定位方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术水平的不断提升，当今时代不断发展，各个领域都呈现出蓬勃发展的趋势，人们对于位置服务的需求不断提升，因此，高精度的室内定位方法成为当今研究热点之一。目前，通过全球卫星导航系统(global navigationsatellite system，GNSS)人们可以在室外实现亚米级的室外定位精度，极大的丰富了社会日常生活如室外行车导航、无人机定位等，因此生活中的方方面面无不用到定位技术。但由于高建筑物、树木等的遮挡以及墙体的阻隔，使得室外的卫星信号几乎无法传播到室内，因此，全球卫星导航系统无法在室内使用并进行精确的定位。根据相关研究数据，人们一般会在室内度过自己70％～90％的时间，人们对室内定位的需求急剧增加，例如机场、车站、商场以及大型超市等地理环境比较复杂，楼层、墙体及装饰物比较繁多的生活需求性场所，需要高精度、高可靠的室内定位技术在这些场所中获取准确的位置信息。这些需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制环境和硬件误差的室内定位方法，其特征在于，该方法包括：步骤1：获取先验信息；首先将UWB模块设置为对应的定位基站、移动标签；然后构建由定位基站、移动标签、蓝牙适配器和数据处理终端组成的定位实验环境；所述定位基站由设置为“anchor”的数个UWB模块组成；所述移动标签由设置为“tag”的一个UWB模块组成；蓝牙适配器为蓝牙适配器ble112；在定位实验环境中将移动标签“tag”放置于定位基站与移动标签在传输信号过程中同时包含los和nlos，并且在多基站围绕范围内的一点，将此点称为选取的标定点；放置后，UWB模块在“tag”模式下使用TWR定位引擎，在此引擎条件下，移动标签与定位基站之间进行信息传输，并通过双边双向测距方式先计算出定位基站和移动标签之间传输信息的时间差，再计算出使用双边双向测距方式得到的距离信息，此时采样数百组测试距离数据，最后通过蓝牙适配器将该距离数据通过蓝牙传输给数据处理终端，计算得到对应的在标定点的移动标签到各个定位基站距离信息；步骤2：解算室内定位坐标；在真实环境中测量并计算出移动定位标签到各个定位基站的真实距离；通过比对数据处理终端得到的距离信息与测量得到的真实距离信息，并用距离信息和真实距离信息的差值补偿在数据处理终端的距离信息消除在室内的环境和硬件误差；数据处理终端通过对数据进行定位解算得到移动标签的坐标，即得到移动标签所在标定点的坐标。2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述使用双边双向测距方式先计算出定位基站和移动标签之间传输信息的时间差，具体由下述(1)计算：传输分为两个回合，在第一回合中UWB模块A在其时间戳上的T
a1
时刻发射请求性质的脉冲信号，UWB模块B在其时间戳上的T
b1
时刻接收到该信号，然后对UWB信号进行处理，UWB模块B在T
b2
时刻同时发射响应性质和请求性质的信号，该信号被UWB模块A在自己的时间戳T
a2
时刻接收；其中，UWB模块B收发信号的时间差记为T
reply1
；UWB模块A接收到UWB模块B信号的时间与UWB模块A发送信号的时间差为T
round1
；在第二回合中，UWB模块A在自己的时间戳T
a2
时刻接收到的信号，然后对UWB信号进行处理，UWB模块A在T
a3
时刻同时发射响应性质和请求性质的信号，该信号被UWB模块B在自己的时间戳T
b3
时刻接收；其中，UWB模块A收发信号的时间差记为T
reply2
；UWB模块B接收到UWB模块A信号的时间与UWB模块B发送信号的时间差为T
round2
；所述计算出使用双边双向测距方式得到的距离信息，具体由下述式(2)计算：2.r＝T*C
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(2)其中，C为光速，r为使用双边双向测距方式计算出的移动标签到一个定位基站的距离信息；所述数据处理终端通过对数据进行定位解算得到移动标签的坐标，由下述式(3)计算：
其中(x，y)为移动标签的未知坐标，(x
i
，y
i
)为定位基站的已知坐标；其中，r
i1
为移动标签到第i个定位基站的距离信息，为已知信息；将该方程组左边记作f
i
(x，y，x
i
，y
i
)，方程右边是已知量r
i1
，记作m
i
，于是将方程组简写为下述式(4)f
i
(x，y，x
i
，y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢靖宜，潘晖，曾毅，徐立，郑正奇，赵昆，姚勇俊，
申请(专利权)人：中国联合网络通信有限公司上海市分公司，
类型：发明
国别省市：