[發明專利]一種超寬帶/慣導緊耦合的室內定位裝置與系統

在審

• 申請號: 202010560928.0
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111678513A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 寧一鵬;姚國標;畢京學;桑文剛;崔均燁
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;G01S5/02;G01C21/18
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 于剛

本發明適用于計算機技術領域，尤其涉及一種超寬帶/慣導緊耦合的室內定位裝置與系統，所述室內定位方法包括：分別獲取待定位物體在超寬帶定位系統下和在慣性導航定位系統下的測距信息；根據超寬帶測距信息與慣性導航測距信息的差值構建組合定位系統的量測方程；構建組合定位系統的狀態方程；根據拓展卡爾曼濾波算法對狀態方程、量測方程進行更新，確定待定位物體在組合定位系統下的定位信息。本發明實施例提供的室內定位方法，通過構建超寬帶/慣性導航組合定位系統，并根據待定位物體在兩個定位系統下的差值構建量測方程與狀態方程，利用拓展卡爾曼濾波算法對量測方程和狀態方程進行更新計算，能夠準確獲取待定位物體的定位信息。

技術領域

本發明屬于計算機技術領域，尤其涉及一種超寬帶/慣導緊耦合的室內定位裝置與系統。

背景技術

由于全球衛星導航衛星系統(Global Navigation Satellite System,GNSS)發射的電磁波信號容易被建筑物隔絕，導致室內GNSS無法正常使用。但隨著物聯網、智能設備的不斷發展，室內定位技術需求巨大。目前常用的室內定位技術種類繁多，主要包括基于WIFI的室內定位技術、基于RFID的室內定位技術、基于藍牙的室內定位技術、基于超寬帶(Ultra-wide Bandwidth)UWB室內定位技術和基于慣性導航系統(Inertial NavigationSystem,INS)的定位技術。

在現有的常用的室內定位技術中，大多數定位技術例如基于WIFI的室內定位技術、基于RFID的室內定位技術、基于INS的定位技術往往存在著定位精度差的技術問題。相比于上述定位技術，基于UWB的室內定位技術以其定位精度高的性能而得到了廣泛應用。然而，基于UWB的室內定位技術的定位精度高度依賴于定位基站的數量以及安裝時的位置構型，當UWB定位標簽因受到室內復雜遮擋環境的影響而導致接收的基站數量少于3個時，就無法實現準確定位。

可見，現有的室內定位技術還存在著容易受到室內環境干擾、魯棒性差、定位精度不夠的技術問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種室內定位方法，旨在解決現有的室內定位技術還存在的容易受到室內環境干擾、魯棒性差、定位精度不夠的技術問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種室內定位方法，包括：

獲取待定位物體在超寬帶定位系統下的超寬帶測距信息；

獲取待定位物體在慣性導航定位系統下的慣性導航測距信息；

根據所述超寬帶測距信息與所述慣性導航測距信息的差值構建待定位物體在超寬帶/慣性導航組合定位系統下的量測方程；

構建超寬帶/慣性導航組合定位系統的狀態方程；所述狀態方程是以待定位物體的位置信息以及速度信息作為狀態向量；

根據拓展卡爾曼濾波算法對所述狀態方程以及所述量測方程進行時間更新和量測更新，確定待定位物體在所述組合定位系統下的定位信息。

本發明實施例的另一目的在于提供一種室內定位裝置，包括：

超寬帶測距單元，用于獲取待定位物體在超寬帶定位系統下的超寬帶測距信息；

慣性導航測距單元，用于獲取待定位物體在慣性導航定位系統下的慣性導航測距信息；

量測方程構建單元，用于根據所述超寬帶測距信息與所述慣性導航測距信息的差值構建待定位物體在超寬帶/慣性導航組合定位系統下的量測方程；

狀態向量構建單元，用于構建超寬帶/慣性導航組合定位系統的狀態方程；所述狀態方程是以待定位物體的位置信息以及速度信息作為狀態向量；

定位信息更新單元，用于根據拓展卡爾曼濾波算法對所述狀態方程以及所述量測方程進行時間更新和量測更新，確定待定位物體在所述組合定位系統下的定位信息。