[發明專利]一種用于復雜環境中超寬帶非視線傳輸的高精度定位方法

有效

• 申請號: 202010033430.9
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111190139B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 鄧慶緒;佟海濱;楊劍閣;陳俊江
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H04W64/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種用于復雜環境中超寬帶非視線傳輸的高精度定位方法，其特征在于包括以下步驟：

1)使用信號飛行時間算法測距的基于超寬帶的室內定位系統，利用超寬帶算法在視線傳輸情況下的高精度定位結果計算目標的速度與方向；

2)目標在初次進入超寬帶無法定位區域時，基于步驟1)中計算的速度與方向，計算該目標在該區域中的進入坐標、走出坐標和路徑；

3)目標在第二次及之后進入同一個超寬帶無法定位區域時，重復步驟2)，計算該區域內的進入坐標、走出坐標與路徑，計算均值，以增加準確性；

4)根據步驟1)獲得的目標速度、方向與步驟3)獲得的超寬帶無法定位區域內的行走路徑，完成對目標的定位；

步驟2)中，當目標第一次進入超寬帶算法無法定位區域時，計算該區域內的路徑，該路徑是通過目標在該區域內的入口坐標、出口坐標和拐點表示的；

在超寬帶無法定位區域內拐點與出入點的計算過程依據兩個約束：總路徑長度為目標速度乘以時間；拐點在目標進入時的方向上；通過下式表示為：

其中，(x₁,y₁)與(x₂,y₂)分別表示出入單信標區域時測得的坐標，Δt表示目標走過單信標區域所花費的時間，V表示目標進入單信標區域時的速度向量，(p_x、p_y)為拐點坐標。

2.根據權利要求1所述的用于復雜環境中超寬帶非視線傳輸的高精度定位方法，其特征在于：當高精度定位算法在信標節點與標簽之間能夠實現測距的數量少于三個時，通過目標行為輔助定位。

3.根據權利要求1所述的用于復雜環境中超寬帶非視線傳輸的高精度定位方法，其特征在于：步驟1)中，利用定位算法在視線傳輸情況下的高精度定位結果計算目標的速度與方向，公式如下：

其中，X_t表示時刻t時，通過超寬帶計算得到的坐標，v_t表示t時刻的速度向量。

4.根據權利要求1所述的用于復雜環境中超寬帶非視線傳輸的高精度定位方法，其特征在于：步驟3)中，在目標第二次及以后進入同一個的超寬帶無法定位區域內時，繼續計算拐點與出入點坐標，然后使用均值作為最終路徑結果：

其中，P、L₁、L₂分別表示拐點坐標、入口坐標與出口坐標，P⁽ⁱ⁾、L₁⁽ⁱ⁾、L₂⁽ⁱ⁾分別表示第i次計算得到的拐點坐標、入口坐標與出口坐標，n表示計算次數。

5.根據權利要求1所述的用于復雜環境中超寬帶非視線傳輸的高精度定位方法，其特征在于：在超寬帶無法定位區域內，根據目標進入的方向與速度，加上路徑信息，預估目標的實時位置。