[發明專利]一種基于LoRa的終端設備三維空間定位方法

有效

• 申請號: 201810374548.0
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108872936B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王雷;陳晶;匡林愛;陳南松;李學勇;陳治平
• 申請（專利權）人: 長沙學院
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 馬家駿

1.一種基于LoRa的終端設備三維空間定位方法，其特征在于，布置LoRa網關、計算服務器有唯一識別ID編號的LoRa終端設備，所述LoRa網關個數N≥4，N個所述LoRa網關中至少包括4個所述LoRa網關滿足三個不共線，四個不共面，N個所述LoRa網關的空間位置坐標已知且N個所述LoRa網關的時間同步；

包括以下步驟：

S1：所述LoRa網關接收所述LoRa終端設備以廣播形式發送的帶有自身ID編號的數據并計算接收此數據時的RSSI值數據；

S2：所述LoRa網關將接收到的帶有所述LoRa終端設備識別ID編號的數據、所述RSSI值數據、所述LoRa網關本身坐標數據以及當前時間戳組成計算數據發送給所述計算服務器；

S3：所述LoRa網關接收所述計算服務器根據所述計算數據計算得到LoRa終端設備在空間中的位置信息；

所述S3中計算服務器計算所述LoRa終端設備在空間中的位置前，先計算所述LoRa網關與所述LoRa終端設備之間的距離d，包括以下步驟：

S301：分別通過RSSI算法和TDOA算法計算所述LoRa網關與所述LoRa終端設備之間的距離d_i和

S302：計算所述LoRa網關與所述LoRa終端設備之間的距離其中α為權值。

2.根據權利要求1所述的一種基于LoRa的終端設備三維空間定位方法，其特征在于，計算距離d_i的公式為：d_i＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))，其中，A為LoRa終端設備與LoRa網關相隔1米時收發信號強度的絕對值，n為環境衰減因子，在布置LoRa網關位置之前需要進行測量給出。

3.根據權利要求1所述的一種基于LoRa的終端設備三維空間定位方法，其特征在于，S3中計算服務器計算LoRa終端設備在空間中的位置的方式為：

λ_n-1＝d_n²-d₁²-x_n²+x₁²-y_n²+y₁²-z_n²+z₁²

其中，(x_n,y_n,z_n)為第n個LoRa網關的坐標，(x，y，z)為LoRa終端設備的坐標，d_n為LoRa終端設備到第n個LoRa網關的距離。

4.根據權利要求3所述的一種基于LoRa的終端設備三維空間定位方法，其特征在于，若

為AB＝C,則矩陣A的秩r(A)和增廣矩陣的秩r(A|C)滿足r(A)＝r(A|C)＝3。