[發明專利]基于到達角度測距的定位方法及裝置

有效

• 申請號: 202110328310.6
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113050030B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 汪菲;謝小勇;管根崇
• 申請（專利權）人: 江蘇藍策電子科技有限公司
• 主分類號: G01S3/46
• 分類號: G01S3/46;G01S5/02
• 代理公司: 北京科聚知識產權代理事務所(普通合伙) 11916
• 代理人: 陳義

本發明實施例的方法中提出了一種基于到達角度測距的定位方法及裝置，接收器天線組在基于各個天線進行入射信號數據采集后，對入射信號數據進行預處理并構建初始樣本矩陣；然后，對初始樣本矩陣進行重構后生成映射樣本矩陣；隨后，將映射樣本矩陣的損耗進行修正后，對映射樣本矩陣內的元素進行調整；最后通過入射角計算模型選擇并計算樣本之間的相位差，然后根據相位差估計入射信號的角度。該方法將信號本身的誤差和環境影響進行修正，從而可以得到更為精確的定位結果。

【技術領域】

本發明涉及定位技術領域，尤其涉及一種基于到達角度測距的定位方法及裝置。

【背景技術】

隨著5G(5th Generation Mobile Networks，第五代移動通信技術)網絡和IoT(Internet of Things，物聯網)技術的廣泛應用，室內定位將變得越來越重要。室內定位是指在室內環境中實現位置定位，主要采用無線通訊、基站定位、慣導定位等多種技術集成形成一套室內位置定位體系，從而實現人員、物體等在室內空間中的位置監控。目前，在定位技術領域廣泛采用的算法有接收強度算法、到達角度算法、到達時間算法和到達時間差算法。其中又以到達角度算法最為常用，到達角度算法具有精度高、抗干擾性強等特點，但該算法在針對多徑效應、噪聲、接收信號波動和頻率/相位變化等問題時，還有許多技術難點亟待解決。

【發明內容】

有鑒于此，本發明實施例提供了一種基于到達角度測距的定位方法及裝置。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于到達角度測距的定位方法，所述方法包括：

S1、接收器天線組在基于各個天線進行入射信號數據采集后，對所述入射信號數據進行預處理并構建初始樣本矩陣；

S2、將所述初始樣本矩陣進行重構后生成映射樣本矩陣；

S3、將所述映射樣本矩陣的損耗進行修正后，對映射樣本矩陣內的元素進行調整；

S4、通過入射角計算模型選擇并計算樣本之間的相位差，然后根據所述相位差估計入射信號的角度。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述S1具體包括：

接收器天線組包括N_e個天線，每個天線在周期T內按照順序進行樣本采集，單個天線采集了N個樣本為一個小組，切換由下個天線進行入射信號數據采集，合計采集到N_p個樣本停止采集，將N_p個樣本組成一個入射信號數據包，M＝N_p/N，m＝M/N_e，進行I/Q樣本分析，并將入射信號數據包用初始樣本矩陣R進行表示為，其中，R的第k列表示為r[k]，其含義為一個入射信號數據包內天線e_k所采集的樣本，1≤k≤N_e。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述S2具體包括：

將初始樣本矩陣R中的元素一一映射到相位為R_φ、幅值為R_A的映射樣本矩陣中，其中，1≤k≤N_e，1≤l≤mN，基于I/Q樣本分析中，r[k]的離散形式表示為r[k]＝r_I[k]+jr_Q[k]，1≤j≤N_e。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述S3具體包括：

S31、構建損耗函數其中，t為函數變量，1≤t≤N_e，f_c為對應入射信號數據包的頻率，φ_I和φ_Q分別為I/Q樣本對應的相位，A_I和A_Q分別為I/Q樣本對應的幅值；

S32、定義