室内定位方法、系统及计算机可读介质技术方案

本申请提供了一种室内定位方法、系统及计算机可读介质，其中，一种室内定位方法，所述方法包括：根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置；根据IMU系统和预设参量对所述定位目标进行定位，确定所述定位目标的第二位置；其中，所述预设参量至少包括所述定位目标的陀螺仪误差信息和加速度误差信息；通过容积卡尔曼滤波算法，对所述第一位置和所述第二位置进行融合，得到融合结果，并根据所述融合结果确定所述定位目标的当前位置。可以至少用以解决相关技术中只可以对处于简单运动状态下的目标进行定位，而无法对处于复杂运动状态的目标进行定位的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
室内定位方法、系统及计算机可读介质


[0001]本申请涉及信息
，尤其涉及一种室内定位方法、系统及计算机可读介质。

技术介绍

[0002]目前对于室外定位大部分采用全球定位系统（英文全称Global Positioning System，简称GPS）定位技术，不过大家应该普遍体会过GPS信号弱导致位置迟迟无法更新，开车导航错过下高速路口的窘境等等。既然室外定位都这么不稳定，那么在室内由于房屋的遮掩、GPS定位的信号和精度就更无法满足实际需求，所以诞生了一些室内定位方案，比如基于超宽带技术进行室内定位。
[0003]其中，基于UWB技术的室内定位方案因其高精度的定位性能、低复杂度的系统实现以及高安全性等特征而受到越来越多的关注，而基于UWB技术的室内定位方案的测量质量受信道环境、物理遮挡等场景因素影响明显，若直接应用于存在复杂多径和密集非视线传输（英文全称Not Line of Sight，简称NLOS）条件的环境下，则其定位的精度将受到影响。而基于惯性导航技术的定位方案，无需事先部署节点，具备高刷新率、低成本、全天候工作等优势，因此在相关技术中，可以结合UWB技术与IMU技术进行室内定位。
[0004]比如，公告号为CN110375730B的专利提出了一种基于IMU和UWB融合的室内定位导航系统，其采用融合定位算法，将IMU和UWB相互结合，IMU得到的数据作为卡尔曼滤波的先验信息，UWB得到的数据作为卡尔曼滤波的观测信息，利用各自表现出的优点，有效地提高系统的定位导航精度，利用少量的定位基站即可实现目标的高精度室内定位导航。
[0005]然而，专利技术人至少发现：相关技术中的方案一般只可以对处于简单运动状态下的目标进行定位，比如行人的匀速运动或者匀加速运动状态；无法对处于复杂运动状态的目标进行定位，比如变速运动或变向运动等等；此外，UWB室内测量环境往往比较复杂，如何规避NLOS测量对定位精度及系统稳定性的影响也是相关技术中未涉及的盲点。

技术实现思路

[0006]本申请的一个目的是提供一种室内定位方法、系统及计算机可读介质，至少用以解决相关技术中只可以对处于简单运动状态下的目标进行定位，而无法对处于复杂运动状态的目标进行定位的技术问题，同时消除NLOS测量对系统稳定性的不良影响并进一步提升定位精度。
[0007]为实现上述目的，本申请的一些实施例提供了一种室内定位方法，所述方法包括：根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置；根据IMU系统和预设参量对所述定位目标进行定位，确定所述定位目标的第二位置；其中，所述预设参量至少包括所述定位目标的陀螺仪误差信息和加速度误差信息；通过容积卡尔曼滤波算法，对所述第一位置和所述第二位置进行融合，得到融合结果，并根据所述融合结果确定所述定位目标的当前位置。
[0008]本申请的一些实施例还提供了一种室内定位系统，所述系统包括：UWB系统、IMU系
统以及计算装置；所述计算装置包括一个或多个处理器；以及存储有计算机程序指令的存储器，所述计算机程序指令在被执行时使所述处理器执行如上所述的方法。
[0009]本申请的一些实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令可被处理器执行以实现如上所述的方法。
[0010]相较于现有技术，本申请实施例提供的方案中，根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置，并且根据IMU系统和预设参量对所述定位目标进行定位，确定所述定位目标的第二位置；然后通过容积卡尔曼滤波算法，对所述第一位置和所述第二位置进行融合，得到融合结果，并根据所述融合结果确定所述定位目标的当前位置。由于所述预设参量至少包括所述定位目标的陀螺仪误差信息和加速度误差信息，因此可以对处于复杂运动状态的目标进行定位，比如无人机的旋转状态、翻转状态等；进一步地，于本申请实施例提供的方案，还在根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置的过程中，先根据预设因素对定位结果进行评估，以确定所述定位结果是否为有效数据，当且仅当该定位结果为有效数据时，才将所述定位结果作为所述定位目标的第一位置，这样可以提前过滤到不准确的数据，从而提升定位的准确性；此外，由于还根据所述定位目标的马氏距离，与预设阈值比较确定所述定位目标的轨迹偏差程度。通过巧妙引入马氏距离可以消除不同坐标维度上信息的相关性，以更准确地检测出数据离群点，从而有利于进一步提升定位的准确性。
附图说明
[0011]图1为本申请实施例提供的一种室内定位方法的示例性流程图；图2为本申请实施例提供的另一种的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种室内定位方法的示例性示意图。
具体实施方式
[0012]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0013]在本文中使用以下术语。
[0014]超宽带，英文全称Ultra Wide Band，简称UWB，是一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。
[0015]惯性导航，英文全称Inertial Measurement Unit，简称 IMU，是测量物体三轴姿态角（或角速率）以及加速度的装置。
[0016]到达时间算法，英文全称Time of Arrival，简称TOA，通过信号在空中的传播速度乘飞行的时间来测量目标定位点与接收端的距离来最终定位的方法。
[0017]到达时间差算法，英文全称Time Difference of Arrival，简称TDOA。
[0018]实施例一本申请实施例提供了一种室内定位方法，参见图1所示，所述方法可以包括如下步骤：
步骤S101，根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置；步骤S102，根据IMU系统和预设参量对所述定位目标进行定位，确定所述定位目标的第二位置；其中，所述预设参量至少包括所述定位目标的陀螺仪误差信息和加速度误差信息；步骤S103，通过容积卡尔曼滤波算法，对所述第一位置和所述第二位置进行融合，得到融合结果，并根据所述融合结果确定所述定位目标的当前位置。
[0019]为便于理解，以下分别对上述步骤S101至步骤S103进行说明。
[0020]针对步骤S101：在一些例子中，所述UWB系统包括UWB基站，可以参见图2所示。
[0021]在一些例子中，所述预设算法可以为LS算法/WLS算法，其中，所述LS算法为基于最小方差的算法，所述WLS为基于带权重的最小方差的算法。
[0022]在一些例子中，所述UWB系统可以使用基于到达时间（英文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置；根据IMU系统和预设参量对所述定位目标进行定位，确定所述定位目标的第二位置；其中，所述预设参量至少包括所述定位目标的陀螺仪误差信息和加速度误差信息；通过容积卡尔曼滤波算法，对所述第一位置和所述第二位置进行融合，得到融合结果，并根据所述融合结果确定所述定位目标的当前位置；其中，所述根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置包括：在所述根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位后，根据预设因素对定位结果进行评估，以确定所述定位结果是否为有效数据；若是，则将所述定位结果作为所述定位目标的第一位置；其中，所述预设因素包括定位目标的轨迹偏差信息；所述定位目标的轨迹偏差信息的获取方法包括：根据所述定位目标的当前位置和所述定位目标的前一时刻的位置信息，确定所述定位目标的马氏距离；根据所述定位目标的马氏距离，确定所述定位目标的轨迹偏差信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据UWB系统和预设算法对定位目标进行定位，确定所述定位目标的第一位置包括：获取所述定位目标与所述UWB系统中各基站的信号传输时间；根据所述信号传输时间确定所述定位目标和所述各基站的距离；根据所述定位目标和所述各基站的距离，确定所述定位目标的第一位置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设因素还包括以下至少之一：各基站上报的测量信息、所述定位目标的瞬时位移信息、所述定位目标的瞬...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋炫佑，李宇，景振海，
申请(专利权)人：长沙驰芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：