[發(fā)明專利]一種基于電磁波傳播特性的室內(nèi)測(cè)距定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510993899.6
• 申請(qǐng)日: 2015-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105510876A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張濤;徐亞明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S5/06
• 分類號(hào): G01S5/06;G01S5/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

1.一種基于電磁波傳播特性的室內(nèi)測(cè)距定位方法，基于定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述定位系統(tǒng)包括錨 點(diǎn)、標(biāo)簽以及定位解算服務(wù)器，其特征在于：在定位解算服務(wù)器建立控制點(diǎn)信息表和電磁波 傳播模型表；預(yù)先在需要提高定位精度的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)布設(shè)若干的定位標(biāo)簽作為控制點(diǎn)，測(cè)量 各控制點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算各控制點(diǎn)與每個(gè)錨點(diǎn)之間的真實(shí)距離，將控制點(diǎn)坐標(biāo)及控制點(diǎn)與錨點(diǎn) 的真實(shí)距離寫入控制點(diǎn)信息表；計(jì)算每個(gè)控制點(diǎn)到每個(gè)錨點(diǎn)之間的真實(shí)距離與觀測(cè)距離的差， 作為距離修正值寫入電磁波傳播模型表，提供電磁波傳播模型；

對(duì)用戶標(biāo)簽進(jìn)行室內(nèi)定位時(shí)，在定位解算服務(wù)器進(jìn)行以下操作，

步驟1，接收來(lái)自錨點(diǎn)的用戶標(biāo)簽測(cè)距信息Do；

步驟2，根據(jù)錨點(diǎn)到用戶標(biāo)簽的距離觀測(cè)量Do計(jì)算用戶的粗略坐標(biāo)；

步驟3，采用以下方式之一提取用戶所在處的距離修正值，

方式一，根據(jù)步驟2計(jì)算得到的用戶粗略坐標(biāo)，從電磁波傳播模型表中選取臨近的控制 點(diǎn)，如果某個(gè)控制點(diǎn)的更新時(shí)刻距離當(dāng)前時(shí)刻時(shí)間太久，則認(rèn)為是無(wú)效控制點(diǎn)，不予采用； 根據(jù)有效的控制點(diǎn)距離修正值，計(jì)算用戶所在處的距離修正值Df；

方式二，根據(jù)步驟2計(jì)算得到的用戶粗略坐標(biāo)，從控制點(diǎn)信息表中選取臨近的控制點(diǎn)， 命令錨點(diǎn)向這些選取的控制點(diǎn)發(fā)起測(cè)距動(dòng)作；接收錨點(diǎn)傳回的控制點(diǎn)測(cè)距觀測(cè)值，并從控制 點(diǎn)信息表中讀取對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)到錨點(diǎn)的準(zhǔn)確距離，計(jì)算控制點(diǎn)距離修正值，計(jì)算用戶所在處的 距離修正值Df；

方式三，根據(jù)步驟2計(jì)算得到的用戶粗略坐標(biāo)，從電磁波傳播模型表中選取臨近的控制 點(diǎn)，如果有些被選擇的控制點(diǎn)的更新時(shí)間過(guò)久，則命令錨點(diǎn)向這些控制點(diǎn)發(fā)起測(cè)距動(dòng)作，并 接收來(lái)自錨點(diǎn)的測(cè)距觀測(cè)量，用這些觀測(cè)量更新電磁波傳播模型表；從電磁波傳播模型表中 讀取所選取的控制點(diǎn)距離修正值，計(jì)算用戶所在處的距離修正值Df；

步驟4，根據(jù)步驟3所得用戶所在處的距離修正值，逐個(gè)修正用戶標(biāo)簽與每個(gè)錨點(diǎn)的距離值， 得到修正結(jié)果Dp＝Do-Df；

步驟5，根據(jù)步驟4所得距離修正結(jié)果Dp，重新計(jì)算用戶的準(zhǔn)確坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于UWB定位系統(tǒng)的室內(nèi)定位方法，其特征在于：在采用連續(xù)運(yùn)行 模式時(shí)，定時(shí)更新電磁波傳播模型表，采用方式一提取用戶所在處的距離修正值；所述更新 電磁波傳播模型表的實(shí)現(xiàn)方式如下，

步驟a1，測(cè)量每個(gè)錨點(diǎn)與控制點(diǎn)的距離，得到距離觀測(cè)值；

步驟a2，讀取控制點(diǎn)信息表，計(jì)算每個(gè)控制點(diǎn)到錨點(diǎn)之間的真實(shí)距離與觀測(cè)距離的差；

步驟a3，將每個(gè)控制點(diǎn)到每個(gè)錨點(diǎn)之間的真實(shí)距離與觀測(cè)距離的差寫入電磁波傳播模型表作 為距離修正值；

步驟a4，等待預(yù)設(shè)的一段時(shí)間，然后返回步驟a1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于電磁波傳播特性的室內(nèi)測(cè)距定位方法，其特征在于：定位解算服 務(wù)器收到來(lái)自錨點(diǎn)的測(cè)距信息時(shí)，判斷相應(yīng)測(cè)距點(diǎn)是不是控制點(diǎn)，是則根據(jù)測(cè)距數(shù)據(jù)更新電 磁波傳播模型表，否則根據(jù)測(cè)距數(shù)據(jù)對(duì)用戶標(biāo)簽進(jìn)行定位。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電磁波傳播特性的室內(nèi)測(cè)距定位方法，其特征在于：在采用動(dòng)態(tài) 運(yùn)行模式時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)性能和負(fù)載狀況采用方式二或方式三提取用戶所在處的距離修正值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述基于電磁波傳播特性的室內(nèi)測(cè)距定位方法，其特征在于： 計(jì)算用戶所在處的距離修正值Df，通過(guò)擬合或者插值實(shí)現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于電磁波傳播特性的室內(nèi)測(cè)距定位方法，其特征在于：計(jì)算用戶所 在處的距離修正值Df，根據(jù)三個(gè)控制點(diǎn)的距離修正值通過(guò)擬合或者插值實(shí)現(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述基于電磁波傳播特性的室內(nèi)測(cè)距定位方法，其特征在于： 電磁波傳播模型表存儲(chǔ)控制點(diǎn)到錨點(diǎn)之間的距離修正值時(shí)，同時(shí)存儲(chǔ)更新時(shí)間。