[發(fā)明專利]一種室內(nèi)定位方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710181580.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107092009B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅勃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市西博泰科電子有限公司
• 主分類號(hào): G01S5/06
• 分類號(hào): G01S5/06
• 代理公司: 深圳市六加知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 宋建平

本發(fā)明公開(kāi)了一種室內(nèi)定位方法及裝置，通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射最優(yōu)頻率序列，使得零差接收器可根據(jù)所獲取的第二諧波信號(hào)以及所接收的最優(yōu)頻率序列進(jìn)行相位檢測(cè)以獲取所述第二諧波信號(hào)的相位，并根據(jù)所述第二諧波信號(hào)的相位以及所述最優(yōu)頻率序列的周整數(shù)，分別獲取所述無(wú)源電子標(biāo)簽相對(duì)各對(duì)所述接收天線的差分距離，最后利用非線性共軛梯度算法確定所述無(wú)源電子標(biāo)簽的空間位置。通過(guò)上述方法可降低環(huán)境的多徑效應(yīng)的影響，實(shí)現(xiàn)高精度定位，本發(fā)明在室內(nèi)環(huán)境的三維定位誤差平均為10cm。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種室內(nèi)定位方法及裝置。

【背景技術(shù)】

目前對(duì)于室內(nèi)定位方法，比較常見(jiàn)的是基于射頻識(shí)別定位方法，其包括RFID、wifi、藍(lán)牙等定位方法，主要是根據(jù)接收到信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算接收器和發(fā)射器間的距離實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，但由于受到環(huán)境的多徑效應(yīng)的影響往往測(cè)距變化較大，使得定位精度較低，這些方法的定位誤差往往為60cmˉ120cm。如何減少環(huán)境對(duì)室內(nèi)定位的干擾成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主要目的是提供一種室內(nèi)定位方法，旨在降低了的多徑效應(yīng)的影響，實(shí)現(xiàn)高精度定位。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種室內(nèi)定位方法，該室內(nèi)定位方法包括如下步驟：

發(fā)射天線向無(wú)源電子標(biāo)簽發(fā)送查詢信號(hào)；

至少3個(gè)接收天線接收所述無(wú)源電子標(biāo)簽響應(yīng)所述查詢信號(hào)所發(fā)送的第一諧波信號(hào)；

零差接收器將接收的所述接收天線響應(yīng)所述第一諧波信號(hào)所發(fā)送的第二諧波信號(hào)轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)，并根據(jù)所述基帶信號(hào)和所接收的所述發(fā)射天線發(fā)送的最優(yōu)頻率序列進(jìn)行相位檢測(cè)以獲取所述第二諧波信號(hào)的相位；

啟發(fā)式多頻連續(xù)波測(cè)距模塊，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則獲取所述最優(yōu)頻率序列的周整數(shù)，并根據(jù)接收的所述第二諧波信號(hào)的相位以及所獲取的所述最優(yōu)頻率序列的周整數(shù)，分別獲取所述無(wú)源電子標(biāo)簽相對(duì)各對(duì)所述接收天線的差分距離dmn，其中m,n∈(1,2,3,4……)；

空間位置確定模塊，根據(jù)所接收的所述啟發(fā)式多頻連續(xù)波測(cè)距模塊發(fā)送的所述無(wú)源電子標(biāo)簽相對(duì)各對(duì)所述接收天線的差分距離dmn，利用非線性共軛梯度算法確定所述無(wú)源電子標(biāo)簽的空間位置。

優(yōu)選地，所述最優(yōu)頻率序列的獲取包括如下步驟：

建立相位誤差容忍模型，Δθ_max＜T(f,R)，對(duì)于任意頻率的諧波信號(hào)都滿足于Δθ_k＜＝Δθ_max；其中，Δθ_max為該任意頻率中某一頻率的諧波信號(hào)所得的最大相位測(cè)量誤差，Δθ_k為第k頻率的諧波信號(hào)對(duì)應(yīng)的諧波的相位測(cè)量值，其中對(duì)于任意l,k∈[1,K]，式子成立的約束條件為其中，l,k∈[1,K]為k個(gè)頻率序列中任意頻率信號(hào)的下標(biāo)序號(hào)；表示在對(duì)于任意頻率l,k∈[1,K]信號(hào)中，取對(duì)應(yīng)諧波的相位誤差的最大值；R為室內(nèi)測(cè)量距離，λ_k為對(duì)應(yīng)第k頻率信號(hào)的波長(zhǎng)，利用遺傳算法中隨機(jī)選擇任意k個(gè)頻率為f＝(f₁,f₂,...,f_k)；

根據(jù)所建立的相位誤差容忍模型，獲取相位誤差容忍值的范圍，其中，BW％＝2(f_max-f_min)/(f_max+f_min)為操作帶寬百分比，f_max＝max{f,f∈F}為利用遺傳算法中隨機(jī)選擇任意k個(gè)頻率中的最大頻率，f_min＝min{f,f∈F}為利用遺傳算法中隨機(jī)選擇任意k個(gè)頻率中的最小頻率，F(xiàn)為發(fā)射天線的操作帶寬；

利用遺傳算法，在發(fā)射天線的操作帶寬中產(chǎn)生的可用的一系列連續(xù)的頻率中選取相位誤差容忍最大的最優(yōu)頻率序列。

優(yōu)選地，所述遺傳算法至少為交叉算法、變異算法和選擇算法中的一種。