[發明專利]基于慣導的UWB定位方法、裝置及定位標簽

在審

• 申請號: 201811033556.5
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108919181A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 嚴煒
• 申請（專利權）人: 成都精位科技有限公司
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06;G01C21/16
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 鄧超

1.一種基于慣導的UWB定位方法，其特征在于，應用于UWB定位標簽，所述UWB定位標簽用于接收UWB定位信號，所述UWB定位標簽配置有陀螺儀，所述陀螺儀用于確定所述UWB定位標簽的運動方向和運動的加速度；該UWB定位方法包括：

在所述UWB定位標簽運動過程中，獲取所述UWB定位標簽的運動方向、加速度和運動角度；

根據接收到的UWB信號解算該UWB定位標簽的UWB位置信息；

基于預設濾波算法，融合所述運動方向、加速度及UWB位置信息，計算所述UWB定位標簽的真實位置信息。

2.根據權利要求1所述的基于慣導的UWB定位方法，其特征在于，基于預設算法，融合所述運動方向、加速度及UWB位置信息，計算所述UWB定位標簽的真實位置信息的步驟包括：

建立卡爾曼濾波模型；

將所述運動方向、加速度及UWB位置信息作為所述卡爾曼濾波模型的輸入參數；

將經過卡爾曼濾波后的位置信息作為所述真實位置信息。

3.根據權利要求2所述的基于慣導的UWB定位方法，其特征在于，采用以下公式進行融合所述運動方向、加速度及UWB位置信息，計算所述UWB定位標簽的真實位置信息：

X_k＝F_k*X_k-1+B_k*U_k

其中，x為UWB定位標簽的狀態，p為所述UWB定位標簽的位置，v為所述UWB定位標簽的速度，Pk為k時刻的協方差矩陣，Xk為所述UWB定位標簽在k時刻的狀態，Xk-1為所述UWB定位標簽在k-1時刻的狀態，Fk為由Xk-1狀態變換為Xk狀態的預測矩陣，△t為k時刻和k-1時刻的時間差，a為k時刻UWB定位標簽的加速度，Bk為控制矩陣，Uk為控制向量，Qk為協方差矩陣。

4.根據權利要求1所述的基于慣導的UWB定位方法，其特征在于，該方法還包括：

建立與所述UWB定位標簽對應的東北天坐標系；

獲取所述UWB定位標簽的運動方向、加速度和運動角度的步驟包括：

基于所述東北天坐標系，獲所述UWB定位標簽的相對運動方向、相對加速度和相對運動角度。

5.根據權利要求4所述的基于慣導的UWB定位方法，其特征在于，該方法還包括：

對所述東北天坐標系進行逆矩陣變換。

6.一種基于慣導的UWB定位裝置，其特征在于，應用于UWB定位標簽，所述UWB定位標簽用于接收UWB定位信號，所述UWB定位標簽配置有陀螺儀，所述陀螺儀用于確定所述UWB定位標簽的運動方向和運動的加速度；該UWB定位裝置包括：

慣導信息獲取模塊，用于在所述UWB定位標簽運動過程中，獲取所述UWB定位標簽的運動方向、加速度和運動角度；

UWB位置解算模塊，用于根據接收到的UWB信號解算該UWB定位標簽的UWB位置信息；

真實位置解算模塊，用于基于預設濾波算法，融合所述運動方向、加速度及UWB位置信息，計算所述UWB定位標簽的真實位置信息。

7.根據權利要求6所述的基于慣導的UWB定位裝置，其特征在于，所述真實位置解算模塊基于預設算法，融合所述相對運動方向、相對加速度及UWB位置信息，計算所述UWB定位標簽的真實位置信息的方法包括：

建立卡爾曼濾波模型；

將所述運動方向、加速度及UWB位置信息作為所述卡爾曼濾波模型的輸入參數；

將經過卡爾曼濾波后的位置信息作為所述真實位置信息。