基于时间差的三维室内定位方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数据处理领域，公开了一种基于时间差的三维室内定位方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取锚点的位置信息；根据预设定位原点以及位置信息建立三维坐标；根据三维坐标确定定位标签到锚点的第一距离；对第一距离进行滤波处理，得到第二距离；根据Chan算法、第二距离确定定位标签对应的第一位置信息并确定锚点的数量是否大于等于预设数值；在锚点的数量大于等于预设数值时，对第一位置信息进行冗余数据处理，得到第二位置信息；将第二位置信息作为定位标签对应的最终位置信息。本发明专利技术降低了室内定位的测距误差。发明专利技术降低了室内定位的测距误差。发明专利技术降低了室内定位的测距误差。

【技术实现步骤摘要】
基于时间差的三维室内定位方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及数据处理领域，尤其涉及一种基于时间差的三维室内定位方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]对于室内无线定位技术，常用无线定位原理可分为信号接收强度(RSSI：Receivedsignal strength indication)、到达时间(TOA：Time of arrival)、到达时间差(TDOA：Time difference of arrival)、到达角度(AOA：Angle of arrival)等。基于信号传输时间的定位技术是目前研究最广泛的定位技术之一，其中TDOA算法计算因其复杂性低、易于实现等诸多优点而受更多的重视。TDOA定位技术的核心是测量信号从移动终端(MS)到达2个接收基站(BS)之间的时间差，根据时间差计算距离，求解定位方程组，确定MS的位置。因为定位方程组具有非线性特点，通常需将其转换为线性方程组进行求解。一般有基于最小二乘法(LS)的求解算法、泰勒技术展开算法和Chan算法。其中Chan因计算开销小，精度高，所以应用广泛。但Chan算法也存在不足，在TDOA测量误差比较小时或者视距(line of
‑
sight,LOS)场景下，算法具有最优的估计性能，精度比较高；但随着测量误差增大特别是在非视(non
‑
line
‑
of
‑
sight,NLOS)场景下，算法的性能则会迅速下降。测距误差较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于解决室内无线定位技术的测距误差较大的技术问题。
[0004]本专利技术第一方面提供了一种基于时间差的三维室内定位方法，所述基于时间差的三维室内定位方法包括：
[0005]获取锚点的位置信息；
[0006]根据预设定位原点以及所述位置信息建立三维坐标；
[0007]根据所述三维坐标确定定位标签到所述锚点的第一距离；
[0008]对所述第一距离进行滤波处理，得到第二距离；
[0009]根据Chan算法、所述第二距离确定所述定位标签对应的第一位置信息并确定所述锚点的数量是否大于等于预设数值；
[0010]在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行冗余数据处理，得到第二位置信息；
[0011]将所述第二位置信息作为所述定位标签对应的最终位置信息。
[0012]可选的，在本专利技术第一方面的第一种实现方式中，所述根据所述三维坐标确定定位标签到所述锚点的第一距离的步骤包括：
[0013]控制所述定位标签发射并接收脉冲无线电并记录发射时间以及接收时间；
[0014]根据所述发射时间、所述接收时间以及所述三维坐标确定所述定位标签到所述锚点的所述第一距离。
[0015]可选的，在本专利技术第一方面的第二种实现方式中，所述对所述第一距离进行滤波
处理，得到第二距离的步骤包括：
[0016]根据卡尔曼滤波算法对所述第一距离进行所述滤波处理，得到所述第二距离
[0017]可选的，在本专利技术第一方面的第三种实现方式中，所述在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行冗余数据处理，得到第二位置信息的步骤包括：
[0018]在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行多次取平均以完成所述冗余数据处理，得到所述第二位置信息
[0019]可选的，在本专利技术第一方面的第四种实现方式中，所述确定所述锚点的数量是否大于等于预设数值的步骤之后，所述方法还包括：
[0020]在所述锚点的数量小于预设数值时，将所述第一位置信息作为所述定位标签对应的所述最终位置信息。
[0021]可选的，在本专利技术第一方面的第五种实现方式中，所述根据Chan算法、所述第二距离确定所述定位标签对应的第一位置信息并确定所述锚点的数量是否大于等于预设数值包括：
[0022]根据Chan算法、所述第二距离确定所述定位标签对应的第一位置信息并确定所述锚点的数量是否大于等于5。
[0023]可选的，在本专利技术第一方面的第六种实现方式中，所述获取锚点的位置信息的步骤包括：
[0024]获取至少三个所述锚点的所述位置信息。
[0025]本专利技术第二方面提供了一种基于时间差的三维室内定位装置，包括：
[0026]获取模块，用于获取锚点的位置信息；
[0027]建立模块，用于根据预设定位原点以及所述位置信息建立三维坐标；
[0028]距离确定模块，用于根据所述三维坐标确定定位标签到所述锚点的第一距离；
[0029]滤波模块，用于对所述第一距离进行滤波处理，得到第二距离；
[0030]位置确定模块，用于根据Chan算法、所述第二距离确定所述定位标签对应的第一位置信息并确定所述锚点的数量是否大于等于预设数值；
[0031]冗余数据处理模块，用于在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行冗余数据处理，得到第二位置信息；
[0032]输出模块，用于将所述第二位置信息作为所述定位标签对应的最终位置信息。
[0033]本专利技术第三方面提供了一种基于时间差的三维室内定位设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述基于时间差的三维室内定位设备执行上述的基于时间差的三维室内定位方法。
[0034]本专利技术的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于时间差的三维室内定位方法。
[0035]本专利技术实施例中，基于时间差的三维室内定位设备获取锚点的位置信息；根据预设定位原点以及所述位置信息建立三维坐标；根据所述三维坐标确定定位标签到所述锚点的第一距离；对所述第一距离进行滤波处理，得到第二距离；根据Chan算法、所述第二距离
确定所述定位标签对应的第一位置信息并确定所述锚点的数量是否大于等于预设数值；在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行冗余数据处理，得到第二位置信息；将所述第二位置信息作为所述定位标签对应的最终位置信息。由于基于时间差的三维室内定位设备针对Chan算法存在的问题，提出了一种改进的三维定位Chan算法，通过对定位过程产生的测试数据进行滤波处理，降低了测距误差，从而改善了三维定位精度；进一步的，在定位锚点较多(例如锚点数量N>5)的情况下，可采用冗余数据处理的方式进一步提高测试数据的精度。可见，本实施例中基于时间差的三维室内定位设备降低了测距误差。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例中基于时间差的三维室内定位方法的一个实施例示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例中基于时间差的三维室内定位方法的实施例的一个参考图；
[0038本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时间差的三维室内定位方法，其特征在于，所述基于时间差的三维室内定位方法包括：获取锚点的位置信息；根据预设定位原点以及所述位置信息建立三维坐标；根据所述三维坐标确定定位标签到所述锚点的第一距离；对所述第一距离进行滤波处理，得到第二距离；根据Chan算法、所述第二距离确定所述定位标签对应的第一位置信息并确定所述锚点的数量是否大于等于预设数值；在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行冗余数据处理，得到第二位置信息；将所述第二位置信息作为所述定位标签对应的最终位置信息。2.根据权利要求1所述的基于时间差的三维室内定位方法，其特征在于，所述根据所述三维坐标确定定位标签到所述锚点的第一距离的步骤包括：控制所述定位标签发射并接收脉冲无线电并记录发射时间以及接收时间；根据所述发射时间、所述接收时间以及所述三维坐标确定所述定位标签到所述锚点的所述第一距离。3.根据权利要求1所述的基于时间差的三维室内定位方法，其特征在于，所述对所述第一距离进行滤波处理，得到第二距离的步骤包括：根据卡尔曼滤波算法对所述第一距离进行所述滤波处理，得到所述第二距离。4.根据权利要求1所述的基于时间差的三维室内定位方法，其特征在于，所述在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行冗余数据处理，得到第二位置信息的步骤包括：在所述锚点的数量大于等于所述预设数值时，对所述第一位置信息进行多次取平均以完成所述冗余数据处理，得到所述第二位置信息。5.根据权利要求1所述的基于时间差的三维室内定位方法，其特征在于，所述确定所述锚点的数量是否大于等于预设数值的步骤之后，所述方法还包括：在所述锚点的数量小于预设数值时，将所述第一位置信息作为所述定位标签对应的所述最终位置信息。6.根据权利要求1所述的基于时间差的三维室内定位方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦伟才，
申请(专利权)人：深圳市龙芯威半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：