[發(fā)明專利]一種室內(nèi)三角定位精度修正方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811585521.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN109541541B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍穎瑜;鐘剛;鄒穗萍;梁欣榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東理致技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S5/10
• 分類號(hào): G01S5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種室內(nèi)三角定位精度修正方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，通過被測(cè)節(jié)點(diǎn)與多個(gè)錨節(jié)點(diǎn)構(gòu)造三角定位模型；

步驟2，修正被測(cè)節(jié)點(diǎn)接收到錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)精度；

步驟3，根據(jù)被測(cè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)調(diào)整錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)；

步驟4，根據(jù)高斯分布?xì)w一化定位估計(jì)誤差得到修正后的錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟5，三角定位模型根據(jù)修正后的錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行定位；

在步驟2中，修正被測(cè)節(jié)點(diǎn)接收到錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)精度的方法為以下步驟：若錨節(jié)點(diǎn)數(shù)目為M＝3，當(dāng)M3時(shí)同理可以推廣，

設(shè)錨節(jié)點(diǎn)的定位坐標(biāo)分別為：U₁＝(x₁,y₁),U₂＝(x₂,y₂),…,U₃＝(x_M,y_M)，

步驟2.1，被測(cè)節(jié)點(diǎn)接收到錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)輸入概率為，

設(shè)X^j(k-1|k-1)為k-1時(shí)刻錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)j的狀態(tài)估計(jì)，P^j(k-1|k-1)為相應(yīng)的狀態(tài)協(xié)方差陣，u_k-1(j)為k-1時(shí)刻接收到錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)j的概率，其中：i,j＝1,2,…M，則交互計(jì)算后M個(gè)錨節(jié)點(diǎn)在k時(shí)刻的信號(hào)輸入：

其中：

步驟2.2，對(duì)錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)修正：

將X^oj(k-1|k-1)、P^oj(k-1|k-1)作為k時(shí)刻第j個(gè)錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)的輸入，得到相應(yīng)的錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)輸出為X^j(k|k)，P^j(k|k)；

步驟2.3，錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)可能性計(jì)算：

若錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)j量測(cè)預(yù)測(cè)殘差為及其協(xié)方差陣為在高斯假設(shè)條件下，那么錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)j的偏移可能性計(jì)算為：

其中：

步驟2.4，錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)概率更新：

根據(jù)貝葉斯定理給出了錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)j的計(jì)算概率，其中j＝1,2,…M，

其中：

步驟2.5，計(jì)算狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差組合：

設(shè)X(k|k)，P(k|k)分別為k時(shí)刻交互式的輸出，則有：

在步驟3中，根據(jù)被測(cè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)調(diào)整錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)的方法為以下步驟：

由估計(jì)狀態(tài)值和估計(jì)誤差協(xié)方差，將相鄰的錨節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)估計(jì)差值表示為：其中，k時(shí)刻對(duì)兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)i和j狀態(tài)估計(jì)之差的差值為：則在H₀假設(shè)下，其聯(lián)合概率密度函數(shù)為：

其中是先驗(yàn)信息，

在H₀條件下，H₀為被測(cè)節(jié)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩局部節(jié)點(diǎn)在l時(shí)刻的估計(jì)誤差t_ij(l) 服從N[0；C_ij(l|l)]分布，C_ij(l|l)的定義見下式：

稱方程為假設(shè)H₀的似然函數(shù)，

在H₁假設(shè)下，H₁為被測(cè)節(jié)點(diǎn)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其聯(lián)合概率密度函數(shù)的似然函數(shù)被定義為各錨節(jié)點(diǎn)的位置、速度和方向的估計(jì)誤差均勻地分布于某些區(qū)域，即假設(shè)在某些區(qū)域是服從均勻分布的，則兩者的聯(lián)合概率密度函數(shù)的似然函數(shù)之比即為，取與上式對(duì)應(yīng)的對(duì)數(shù)似然比為：定義修正的對(duì)數(shù)似然比函數(shù)為，

這里有λ_ij(0)＝0；

在步驟4中，根據(jù)高斯分布?xì)w一化定位估計(jì)誤差得到修正后的錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的方法為以下步驟：

若錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)j量測(cè)預(yù)測(cè)殘差為及其協(xié)方差陣為在高斯分布假設(shè)條件下，那么錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)j的偏移可能性計(jì)算為：

其中：按照高斯分布假設(shè)，歸一化估計(jì)誤差平方的各項(xiàng)為，ε_ij(k)＝t_ij(k)'C_ij^-1(k|k)t_ij(k)，是具有n_x自由度的χ²分布，于是λ_ij(k)便是具有kn_x個(gè)自由度的χ²分布隨機(jī)變量，其均值為kn_x，方差為2kn_x，這樣便可對(duì)H₀和H₁進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，即：如果λ_ij(k)≤δ(k)；被測(cè)節(jié)點(diǎn)接收到的已知位置錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)的坐標(biāo)依次為，(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_M,y_M)，

根據(jù)以下公式進(jìn)行調(diào)整得到修正后的錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)：

其中，i∈U₁,j∈U₂，則接受假設(shè)H₀，否則接受假設(shè)H₁，其中閾值滿足，P{λ_ij(k)＞δ(k)|H₀}＝α，α是檢驗(yàn)的顯著水平，α取0.05。