[發明專利]一種室內三維定位方法及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202111661701.6
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114363807B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 張盛;劉滿浩
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;G01S5/06;H04W4/021;H04W4/33
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

本發明提供一種室內三維定位方法及計算機可讀存儲介質，方法包括：獲取基于超寬帶的多個基站到被測物體的第一距離值，對所述第一距離的誤差進行校正得到第二距離值；根據所述第二距離值采用Chan算法得到所述被測物體位置坐標的初始估計，將所述初始估計作為Taylor算法迭代的初始值并獲取所述被測物體的位置坐標估計；根據所述位置坐標估計得到所述被測物體的定位軌跡曲線。本發明用Chan算法的位置估計結果作為Taylor算法的初始定位值，有效避免了Taylor算法在迭代中不收斂的情況，并且使得定位結果更加精準。

技術領域

本發明涉及室內三維定位技術領域，尤其涉及一種室內三維定位方法及計算機可讀存儲介質。

背景技術

隨著科技的迅猛發展，智能手機和移動互聯網已經在人們的生活中無處不在，社交網絡、移動搜索、物體識別等都離不開位置感知服務。用于戶外精準定位和位置導航的技術已經成熟，無論是在路上駕車還是在街上行走，人們習慣在室外使用GPS獲得位置導航，基于GPS和地圖的位置服務都起著舉足輕重的作用，并已經成為移動端使用量最多的應用之一。GPS技術用于室外定位精度很高，但由于物理局限性，如建筑物等使衛星信號減弱，室內GPS接收機接收到的信號誤差太大，定位不準確，使得停車場反向尋車找車，發現特定的店面等變得異常的困難。室內定位是指利用無線通信技術、基站定位、慣性導航等多種技術形成的室內位置定位系統，實現了人員，物體等在室內環境中的定位和實時監控。基站定位的運營商如Google、百度等采用Wi-Fi進行室內定位。室內定位技術在消防、大型商場、養老院行業、安全監控、個人服務等方面都起著越來越重要的作用，例如：用戶可以使用移動設備，結合設備屏幕上的提示在商店里尋找想要的商品；對醫院的醫療設備，醫護人員和特殊病人實時定位跟蹤；對火災現場的消防員和等待救援的人員的定位；養老院工作人員實時了解老人所在的位置，避免老人走失或出現意外等；在監獄或少管所等司法場合進行人員的監視和智能管理，如電子圍欄、一鍵點名等功能。如果將醫院、商業建筑、學校等考慮進來，基于室內定位的位置服務能產生比室外定位更多的商業價值，發展前景更好。

超寬帶(UWB)技術是一種新興的無線通信技術，采用納秒級非正弦波窄脈沖在極寬的頻譜上傳輸極低功率信號，進而實現無載波通信。2002年，美國聯邦通信委員會(Federal Communications Commission,FCC)考慮到UWB技術的快速發展，在進行了有關于UWB技術對當前的窄帶無線通信系統是否會造成干擾以及電磁兼容問題的商討后，對UWB技術開放了3.1GHz-10.6GHz頻帶用于通信用途，這標志著UWB技術在民用無線通信領域的開放。UWB應用于室內定位有非常好的發展前景，UWB系統具有傳輸速率高，多徑分辨率高，成本低，保密性好等優點，在室內靜止或者移動的物體以及人的定位跟蹤與導航的應用上有很大的優勢，利用UWB技術對室內進行定位，在理想環境下定位精度較高，UWB信號發射功率極低，不會對其他通信系統造成干擾，由于存在諸多優點，UWB定位技術可以廣泛應用于各種軍用和民用場合。

總之，基于UWB的室內定位技術在不斷發展創新，是未來新一代室內定位領域的重要研究技術。UWB定位一般結合陀螺儀和傳感器等設備輔助定位，然而在這些設備缺失的情況下存在精度不夠的問題。傳統UWB定位方法有Chan方法和Taylor方法，Chan方法具有計算量小的優勢，但其在基站數目較小時表現不佳；而Taylor算法雖然在精度上有一定優勢，但其需要一個相對精確的初始值以達到迭代計算結果的收斂，且其對于不收斂的情況不能提前判斷。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本發明為了解決現有的問題，提供一種室內三維定位方法及計算機可讀存儲介質。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案如下所述：