CN103197279A - 一种移动目标协同定位系统及定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种移动目标协同定位系统及定位方法，属于一种目标定位系统及定位方法。定位系统包括三轴激光陀螺仪、三轴光纤加速度传感器、数据处理器、惯导参数通讯模块、超宽带无线接收器、超宽带无线发射器、无线参数通讯模块和协同运算处理单元。采用数据处理器采集移动目标的姿态角、加速度参数，而超宽带无线接收器接收到移动目标与超宽带无线发射器间的信号到达时间差和到达角度参数，将多传感器参量通过对应的串口通信模块传输到协同运算处理单元，解算输出得到移动目标的位置和姿态。该发明将捷联惯导和超宽带无线传感器下的两种定位方法进行优势集成，能够用于室内或者矿山等封闭环境下移动目标位置和姿态的定位，对机器人、车辆或者矿山人员进行定位。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种目标定位系统及方法，特别是一种移动目标协同定位系统及定位方法。
背景技术
目前，移动目标的定位得到了越来越多的关注，其精确定位能够详细说明“在什么时间或什么位置区域，移动目标位置和姿态处于什么状态”，而且随着其定位精度的不断提高，其应用的领域和范围在不断扩展。在面对一些复杂的任务时，如多机作业、工厂物流、智能调度等，移动目标甚至能够按照功能需求移动到预定目的地，因此定位技术为其提供了重要的支持。目前，移动目标定位常用的方法有GPS卫星定位、捷联惯导定位、视觉定位、无线传感器网络定位等方法。
在地面或空中等室外开阔环境下，为移动目标安装GPS接收器，能够实时获得移动目标的动态位置，尽管其定位精度比较低，仍然已经成为一种成熟的方案而受到广泛的应用。但是对于室内、矿井等封闭环境下移动目标定位，受到复杂环境对GPS信号传播的遮挡，从而在封闭环境下无法利用GPS获得移动目标的位置。
捷联惯导定位是利用移动目标在行进过程中自身存在的惯性，选用惯性敏感元件，能够准确输出移动目标的位置和姿态信息，但是存在传感器漂移和累计误差等不足，造成长时间后位置信息严重失信，而且没有地面或空中常用的GPS校准，从而造成无法单独使用捷联惯导进行定位。
视觉定位是利用视觉传感器技术来对目标进行摄像，通过物像特征点匹配、目标识别等方法来实现目标的位置和姿态输出，但是封闭环境下光照不均、图像变形、遮挡干扰等会给位姿解算带来误差，而且对移动目标缺乏快速高效的位姿解算方法，不适合用于移动目标的高精度定位。
无线传感器网络通过信号强度指示、信号到达时间差、到达时间以及到达角度等测距方法解算获得移动目标的位置，由于移动目标为一个空间三维物体，但是常常将其简化为一个质心体从而给定位解算带来较大误差，对于移动目标的实时姿态更是无法输出。
封闭环境下移动目标单独采用以上的定位方法，都无法准确的输出位置和姿态信息。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提出移动目标协同定位系统及定位方法，解决封闭环境下移动目标单独采用以上的定位方法，都无法准确的输出位置和姿态信息的问题。
针对上述问题，本发明提出一种移动目标协同定位系统，在移动目标上安装捷联惯导模块、超宽带无线接收器和协同定位模块，在定位区域内布置超宽带无线发射器；所述的协同定位模块中有捷联惯导参数通讯模块、无线参数通讯模块和协同运算处理单元；捷联惯导参数通讯模块与捷联惯导模块进行通讯，无线参数通讯模块与超宽带无线接收器进行通讯，协同运算处理单元对接收到的信息进行解算；捷联惯导模块测量得到的移动目标的姿态角、加速度、速度和位置运动参数，通过协同定位模块上的惯导参数通讯模块传输给协同运算处理单元；超宽带无线传感器测量得到的无线测距参数，通过协同定位模块上的无线参数通讯模块传输给协同运算处理单元，运动参数与测距参数在协同运算处理单元经数值解算，获得移动目标精确的位置和姿态信息。
一种移动目标协同定位方法，其特征是利用捷联惯导模块和超宽带无线传感器对移动目标的参数进行感知，建立捷联惯导和超宽带无线耦合模型，由捷联惯导模块输出移动目标高精度姿态信息，在捷联惯导模块输出的运动参数补偿下，超宽带无线传感器输出移动目标高精度的位置信息，并对捷联惯导模块输出的位置信息进行校正，从而实现封闭环境下定位区域内移动目标输出位置和姿态信息，包括以下步骤：
步骤1）捷联惯导模块与超宽带无线传感器协同下多源参量的实时感知与测距运算；
步骤2）移动目标的捷联惯导模块下运动参量与超宽带无线传感器无线信号间的误差传递分析与补偿；
步骤3）捷联惯导模块下高频位置信息与超宽带无线传感器下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换；
步骤4）捷联惯导模块下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合；
步骤5）捷联惯导模块与超宽带无线传感器协同下移动目标位置和姿态的解算与校正；
在步骤1）中，所述的捷联惯导模块与超宽带无线传感器协同下多源参量的实时感知与测距运算，具体为：将捷联惯导模块测量的数据通过积分运算得到移动目标粗略的位置和姿态，而将超宽带无线传感器测量的数据经过计算得到移动目标与超宽带无线发射器间的测距信息；
在步骤2）中，所述的移动目标的捷联惯导模块下运动参量与超宽带无线传感器无线信号间的误差传递分析与补偿，具体为：利用惯导参数通讯模块和无线参数通讯模块，通过串口将测量参数传递给协同运算处理单元，考虑系统误差传递关系，进行多参量误差传递研究及补偿，建立各阶段误差方程，采用最优滤波策略，实现协同定位下多参数误差的抑制；
在步骤3）中，所述的捷联惯导模块下高频位置信息与超宽带无线传感器下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换，具体为：捷联惯导模块输出的为地理坐标系下高频位置信息，通过稀疏采样和坐标变换统一，变换到超宽带无线传感器输出下的空间直角坐标系下的低频位置信息，继而利用捷联惯导模块的运动参数建立联合滤波下移动目标位置的观测方程；
在步骤4）中，所述的捷联惯导模块下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合，具体为：将捷联惯导模块测量获得的姿态、加速度、速度与位置耦合到超宽带无线传感器测量数据中，来对超宽带无线传感器测量的到达时间差和到达角度参数进行修正，继而利用超宽带无线传感器测量参数建立联合滤波下移动目标位置测量方程；
在步骤5）中，所述的捷联惯导模块与超宽带无线传感器协同下移动目标位置和姿态的解算与校正，具体为：利用捷联惯导模块输出建立的移动目标状态观测方程，结合超宽带无线传感器输出建立的移动目标状态测量方程，经交互多模型卡尔曼滤波方法获得移动目标的一次位置估计，继而利用超宽带无线传感器的到达时间差与到达角度，求得移动目标的精确位置，并对捷联惯导模块下观测方程进行校正，通过不断的循环校正来实现移动目标高精度位置和姿态。
有益效果，由于采用了上述方案，通过将捷联惯导模块和超宽带无线传感器进行优势互补，设计了移动目标协同定位系统，并进行了基于捷联惯导和超宽带无线间多传感参数耦合的计算，来对封闭环境定位区域内移动目标的位置和姿态进行定位。由于移动目标协同定位系统包含三轴激光陀螺仪，可以对移动目标姿态角进行精确定位，而超宽带无线传感器可以对移动目标位置进行定位，通过移动目标姿态角的补偿，能够得到移动目标精确位置，继而对捷联惯导模块的位置信息进行校正，从而在封闭环境定位区域下能够输出移动目标精确的位置和姿态信息。该发明能够解决单独采用超宽带无线传感器无法输出移动目标三维姿态信息的不足，并且以质心位置来描述移动目标的空间位置存在误差大的缺陷，同时又能够解决单独采用捷联惯导模块由于传感器漂移累计误差而导致的位置信息严重失信的不足。本发明结构紧凑，方法简单，安全可靠，安装和操作简便。
附图说明
图1为本发明的移动目标协同定位结构示意图。
图2是本发明的移动目标协同定位原理示意图。
图3是本发明的移动目标协同定位系统组成结构示意图。
图4是本发明的移动目标协同定位方法示意图。
图中，1、捷联惯导模块；2、协同定位模块；3、超宽带无线传感器；4、移动目标；5、定位区域；1A、三轴光纤加速度传感器；1B、三轴激光陀螺仪；1C、DSP数据处理器；2A、惯导参数通讯模块；2B、协同运算处理单元；2C、无线参数通讯模块；3A、超宽带无线接收器；3B、超宽带无线发射器。
具体实施方式
实施例1：一种移动目标协同定位系统，为在移动目标4上安装捷联惯导模块1、超宽带无线接收器和协同定位模块2，在定位区域5内布置超宽带无线发射器；所述的协同定位模块2中有捷联惯导参数通讯模块、无线参数通讯模块和协同运算处理单元；捷联惯导参数通讯模块与捷联惯导模块进行通讯，无线参数通讯模块与超宽带无线接收器进行通讯，协同运算处理单元对接收到的信息进行解算；捷联惯导模块1测量得到的移动目标4的姿态角、加速度、速度和位置运动参数，通过协同定位模块2上的惯导参数通讯模块传输给协同运算处理单元；超宽带无线传感器3测量得到的无线测距参数，通过协同定位模块2上的无线参数通讯模块传输给协同运算处理单元，运动参数与测距参数在协同运算处理单元经数值解算，获得移动目标4精确的位置和姿态信息。
一种移动目标协同定位方法，利用捷联惯导模块1和超宽带无线传感器3对移动目标4的参数进行感知，建立捷联惯导和超宽带无线耦合模型，由捷联惯导模块1输出移动目标4高精度姿态信息，在捷联惯导模块1输出的运动参数补偿下，超宽带无线传感器3输出移动目标4高精度的位置信息，并对捷联惯导模块1输出的位置信息进行校正，从而实现封闭环境下定位区域5内移动目标4输出位置和姿态信息，包括以下步骤：
步骤1）捷联惯导模块1与超宽带无线传感器3协同下多源参量的实时感知与测距运算；
步骤2）移动目标4的捷联惯导模块1下运动参量与超宽带无线传感器3无线信号间的误差传递分析与补偿；
步骤3）捷联惯导模块1下高频位置信息与超宽带无线传感器3下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换；
步骤4）捷联惯导模块1下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器3下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合；
步骤5）捷联惯导模块1与超宽带无线传感器3协同下移动目标4位置和姿态的解算与校正；
在步骤1）中，所述的捷联惯导模块1与超宽带无线传感器3协同下多源参量的实时感知与测距运算，具体为：将捷联惯导模块1测量的数据通过积分运算得到移动目标4粗略的位置和姿态，而将超宽带无线传感器3测量的数据经过计算得到移动目标4与超宽带无线发射器间的测距信息；
在步骤2）中，所述的移动目标4的捷联惯导模块1下运动参量与超宽带无线传感器3无线信号间的误差传递分析与补偿，具体为：利用惯导参数通讯模块和无线参数通讯模块，通过串口将测量参数传递给协同运算处理单元，考虑系统误差传递关系，进行多参量误差传递研究及补偿，建立各阶段误差方程，采用最优滤波策略，实现协同定位下多参数误差的抑制；
在步骤3）中，所述的捷联惯导模块1下高频位置信息与超宽带无线传感器3下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换，具体为：捷联惯导模块1输出的为地理坐标系下高频位置信息，通过稀疏采样和坐标变换统一，变换到超宽带无线传感器3输出下的空间直角坐标系下的低频位置信息，继而利用捷联惯导模块1的运动参数建立联合滤波下移动目标4位置的观测方程；
在步骤4）中，所述的捷联惯导模块1下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器3下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合，具体为：将捷联惯导模块1测量获得的姿态、加速度、速度与位置耦合到超宽带无线传感器3测量数据中，来对超宽带无线传感器3测量的到达时间差和到达角度参数进行修正，继而利用超宽带无线传感器3测量参数建立联合滤波下移动目标4位置测量方程；
在步骤5）中，所述的捷联惯导模块1与超宽带无线传感器3协同下移动目标4位置和姿态的解算与校正，具体为：利用捷联惯导模块1输出建立的移动目标4状态观测方程，结合超宽带无线传感器3输出建立的移动目标4状态测量方程，经交互多模型卡尔曼滤波方法获得移动目标的一次位置估计，继而利用超宽带无线传感器3的到达时间差与到达角度，求得移动目标4的精确位置，并对捷联惯导模块1下观测方程进行校正，通过不断的循环校正来实现移动目标1高精度位置和姿态。
在图1和图2中，移动目标4在封闭环境的定位区域5内作无规则变速运动，在其自身安装捷联惯导模块1以及超宽带无线传感器3，在定位区域5中布置一些坐标位置已知的超宽带无线传感器3，且其坐标位置已经不再移动。由捷联惯导模块1上输出移动目标4运动参量，结合超宽带无线传感器3间的无线信号，对移动目标4的位置进行精确解算，从而实现移动目标4位置和姿态的输出。
在图3中，一种移动目标协同定位系统主要由安装在移动目标4上的捷联惯导模块1，其中在捷联惯导模块1中设有三轴光纤加速度传感器1A、三轴激光陀螺仪1B以及DSP数据处理器1C；在定位区域5的移动目标4上安装超宽带无线接收器3A，在移动目标4安装一定的超宽带无线发射器3B；同时，在移动目标4上安装协同定位模块2，其中协同定位模块2中设有与捷联惯导模块进行通讯的惯导参数通讯模块2A、与超宽带无线接收器进行通讯的无线参数通讯模块2C以及协同运算处理单元2B。
采用三轴光纤加速度计1A和三轴激光陀螺仪1B，分别对移动目标4的三维角速度和三维线性加速度进行检测，从而经过数值积分运算得到移动目标的姿态角、加速度、速度和位置参数，继而由惯导参数通讯模块2A，将姿态角、速度和位移参数通过串口传输到协同运算处理单元2B；采用超宽带无线发射器3B和超宽带无线接收器3A间的信号到达时间差与到达角度，继而由无线参数通讯模块2C将信号到达时间差与到达角度通过串口传输到协同运算处理单元2B，经过数值运算得到移动目标4上超宽带无线接收器3A与固定超宽带无线发射器3B间的测距参数，结合由捷联惯导模块1传输过来的姿态角参数，计算得到移动目标4的位置信息，并将其通过惯导参数通讯模块2A对捷联惯导模块1的位置参数进行校正。
在图4中，本发明的封闭环境下移动目标协同定位方法步骤如下：
1、利用捷联惯导模块上的三轴激光陀螺仪采集数据，通过四元数解算，得到移动目标姿态矩阵，并综合移动目标状态空间误差方程与移动目标角度、速度误差传播特性，完成姿态矩阵的修正，进而结合由三轴光纤加速度传感器得到三维加速度值，采用高阶龙格库塔积分，得到移动目标粗略的位置和姿态信息；利用超宽带无线接收器与超宽带无线发射器得到其间的到达时间差与到达角度局域强信号集，通过局域强信号集与定位子空间的对偶映射，得到移动目标与位置固定的超宽带无线发射器的测距信息；
2、利用惯导参数通讯模块和无线参数通讯模块，将测量参数传递给协同定位测量单元，来对参数中的安装误差、测量误差以及结算误差等误差进行抑制。由捷联惯导模块误差角速率通过一次积分并加上初始偏差，并结合移动目标加速度测量的交叉耦合误差以及加速度计的零偏误差，通过对其积分能够得到捷联惯导下的移动目标位置和姿态误差；而超宽带无线传感器根据无线信号误差传播特性，构建无线测距误差方程，得到超宽带无线下信号到达时间差和信号到达角度下的测距误差矢量；考虑系统误差传递关系，建立各阶段误差方程，采用最优滤波策略，实现协同定位系统误差抑制；
3、捷联惯导模块输出为地理坐标系下高频位置信息，而超宽带无线传感器输出为空间直角坐标系下的低频位置信息，采用稀疏采样理论将高频位置信息进行无失真重建，并结合高斯-克吕格投影将捷联惯导地理坐标下的位置信息转换为空间直角坐标系下的位置信息，将捷联惯导模块输出的位置信息进行同步及坐标统一，从而利用捷联惯导位置参数建立联合滤波下移动目标位置观测方程；
4、采用超宽带无线传感器网络对移动目标进行定位，只能解算出安装在移动目标机身上超宽带无线接收器的坐标，而移动目标定位是一个空间体定位，当移动目标的三维姿态发生变化时，会使超宽带无线接收器与超宽带无线发射器之间的到达时间差与到达角度会发生变化，从而仅利用到达时间差和到达角度无线信源无法准确的解算出移动目标的空间位置。采用捷联惯导的姿态、加速度、速度以及位置信息，对超宽带无线信源进行补偿修正，从而利用修正后的超宽带无线参数建立联合滤波下移动目标位置观测方程；
5、捷联惯导模块输出建立移动目标状态的观测方程，超宽带无线传感器网络输出建立移动目标状态的测量方程，经交互多模型卡尔曼滤波方法获得移动目标的一次位置估计，从而得到移动目标上超宽带无线接收器与超宽带无线发射器间的距离；结合超宽带无线传感器网络的到达时间差与到达角度，建立非线性测量方程，并以移动目标观测方程下的位置增量建立不等式约束，经过解算得到移动目标精确的位置，利用精确的位置坐标对捷联惯导下观测方程进行实时校正，通过不断的循环校正来实现移动目标高精度稳定定位。
Claims (2)
1.一种移动目标协同定位系统，其特征在于：在移动目标（4）上安装捷联惯导模块（1）、超宽带无线接收器和协同定位模块（2），在定位区域（5）内布置超宽带无线发射器；所述的协同定位模块（2）中有捷联惯导参数通讯模块、无线参数通讯模块和协同运算处理单元；捷联惯导参数通讯模块与捷联惯导模块进行通讯，无线参数通讯模块与超宽带无线接收器进行通讯，协同运算处理单元对接收到的信息进行解算；捷联惯导模块（1）测量得到的移动目标（4）的姿态角、加速度、速度和位置运动参数，通过协同定位模块（2）上的惯导参数通讯模块传输给协同运算处理单元；超宽带无线传感器（3）测量得到的无线测距参数，通过协同定位模块（2）上的无线参数通讯模块传输给协同运算处理单元，运动参数与测距参数在协同运算处理单元经数值解算，获得移动目标（4）精确的位置和姿态信息。
2.一种实现移动目标协同定位的方法，其特征是：利用捷联惯导模块（1）和超宽带无线传感器（3）对移动目标（4）的参数进行感知，建立捷联惯导和超宽带无线耦合模型，由捷联惯导模块（1）输出移动目标（4）高精度姿态信息，在捷联惯导模块（1）输出的运动参数补偿下，超宽带无线传感器（3）输出移动目标（4）高精度的位置信息，并对捷联惯导模块（1）输出的位置信息进行校正，从而实现封闭环境下定位区域（5）内移动目标（4）输出位置和姿态信息，包括以下步骤：
步骤1）捷联惯导模块（1）与超宽带无线传感器（3）协同下多源参量的实时感知与测距运算；
步骤2）移动目标（4）的捷联惯导模块（1）下运动参量与超宽带无线传感器（3）无线信号间的误差传递分析与补偿；
步骤3）捷联惯导模块（1）下高频位置信息与超宽带无线传感器（3）下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换；
步骤4）捷联惯导模块（1）下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器（3）下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合；
步骤5）捷联惯导模块（1）与超宽带无线传感器（3）协同下移动目标（4）位置和姿态的解算与校正；
在步骤1）中，所述的捷联惯导模块（1）与超宽带无线传感器（3）协同下多源参量的实时感知与测距运算，具体为：将捷联惯导模块（1）测量的数据通过积分运算得到移动目标（4）粗略的位置和姿态，而将超宽带无线传感器（3）测量的数据经过计算得到移动目标（4）与超宽带无线发射器间的测距信息；
在步骤2）中，所述的移动目标（4）的捷联惯导模块（1）下运动参量与超宽带无线传感器（3）无线信号间的误差传递分析与补偿，具体为：利用惯导参数通讯模块和无线参数通讯模块，通过串口将测量参数传递给协同运算处理单元，考虑系统误差传递关系，进行多参量误差传递研究及补偿，建立各阶段误差方程，采用最优滤波策略，实现协同定位下多参数误差的抑制；
在步骤3）中，所述的捷联惯导模块（1）下高频位置信息与超宽带无线传感器（3）下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换，具体为：捷联惯导模块（1）输出的为地理坐标系下高频位置信息，通过稀疏采样和坐标变换统一，变换到超宽带无线传感器（3）输出下的空间直角坐标系下的低频位置信息，继而利用捷联惯导模块（1）的运动参数建立联合滤波下移动目标（4）位置的观测方程；
在步骤4）中，所述的捷联惯导模块（1）下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器（3）下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合，具体为：将捷联惯导模块（1）测量获得的姿态、加速度、速度与位置耦合到超宽带无线传感器（3）测量数据中，来对超宽带无线传感器（3）测量的到达时间差和到达角度参数进行修正，继而利用超宽带无线传感器（3）测量参数建立联合滤波下移动目标（4）位置测量方程；
在步骤5）中，所述的捷联惯导模块（1）与超宽带无线传感器（3）协同下移动目标（4）位置和姿态的解算与校正，具体为：利用捷联惯导模块（1）输出建立的移动目标（4）状态观测方程，结合超宽带无线传感器（3）输出建立的移动目标（4）状态测量方程，经交互多模型卡尔曼滤波方法获得移动目标的一次位置估计，继而利用超宽带无线传感器（3）的到达时间差与到达角度，求得移动目标（4）的精确位置，并对捷联惯导模块（1）下观测方程进行校正，通过不断的循环校正来实现移动目标（1）高精度位置和姿态。
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Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103442333A (zh) * | 2013-09-02 | 2013-12-11 | 深圳市翌日科技有限公司 | 商场购物车智能管理的监控系统及监控方法 |
| CN103591955A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-19 | 西安中科光电精密工程有限公司 | 组合导航系统 |
| CN103823202A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-28 | 北京智物达科技有限公司 | 用于服务场所的超宽带定位系统和超宽带定位方法 |
| CN104154916A (zh) * | 2013-08-30 | 2014-11-19 | 北京航天发射技术研究所 | 一种基于激光陀螺捷联惯组的车载定位设备 |
| CN104833354A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-12 | 梁步阁 | 一种多基多模组网融合室内人员导航定位系统及其实施方法 |
| CN104833949A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-08-12 | 西北工业大学 | 一种基于改进距离参数化的多无人机协同无源定位方法 |
| CN105091881A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-11-25 | 南京理工大学 | 一种带有静止状态检测的无线传感网室内定位方法 |
| CN105338622A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-02-17 | 河海大学常州校区 | 一种高抗扰室内无线定位方法 |
| CN105951618A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-21 | 徐洪军 | 一种减速带型发射车辆定位机器人 |
| CN106291455A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-01-04 | 四川中电昆辰科技有限公司 | 基于运动状态信息的定位装置及方法 |
| CN106569493A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-04-19 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种基于脉冲超宽带技术的agv集群定位方法及agv调度方法 |
| WO2017088196A1 (zh) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 东南大学 | 基于无线指纹和mems传感器的融合导航装置和方法 |
| CN107592671A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-16 | 中国空间技术研究院 | 一种网络化多智能体主动变拓扑的自主协同定位方法 |
| CN108036784A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-05-15 | 云保（佛山）智控科技有限公司 | 一种室内定位方法、导航方法及系统 |
| CN108459589A (zh) * | 2017-02-22 | 2018-08-28 | 深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司 | 无人驾驶小车控制系统及控制方法、无人驾驶小车 |
| CN108873038A (zh) * | 2018-09-10 | 2018-11-23 | 芜湖盟博科技有限公司 | 自主泊车定位方法及定位系统 |
| CN109115211A (zh) * | 2018-08-01 | 2019-01-01 | 南京科远自动化集团股份有限公司 | 一种厂区高精度人员定位方法及定位系统 |
| CN109195221A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-11 | 无锡艾森汇智科技有限公司 | 一种基于微惯导的uwb定位方法、装置及系统 |
| CN109341679A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-15 | 华中科技大学 | 一种智能设备导航方法及导航系统 |
| WO2019218291A1 (zh) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于对定位数据滤波的方法和装置 |
| CN110749346A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-02-04 | 南京邮电大学 | 面向城市环境监测的移动无线传感网数据感知的校准方法 |
| CN111198567A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-26 | 北京大学 | 一种多agv协同动态追踪方法及装置 |
| CN111970631A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-20 | 仰信科技(武汉)有限公司 | 一种超宽带与惯导组合的地下列车定位测速系统及方法 |
| CN112445244A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-05 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种多自主水下机器人的目标搜寻方法 |
| CN112484710A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 杭州海康微影传感科技有限公司 | 目标定位方法、装置及设备、存储介质 |
| CN112665576A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-16 | 北京第玖元素科技有限公司 | 一种定位系统、方法、终端设备及存储介质 |
| CN113546394A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-26 | 国家体育总局体育科学研究所 | 一种矢量速度测量装置 |
| CN115267648A (zh) * | 2015-03-07 | 2022-11-01 | 维里蒂股份公司 | 分布式定位系统和方法以及自定位设备 |
| WO2024145955A1 (zh) * | 2023-01-05 | 2024-07-11 | 深圳大学 | 一种面向狭长空间的室内定位装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070229356A1 (en) * | 2006-02-14 | 2007-10-04 | Kodrin David S | Devices, systems and method of determining the location of mobile personnel |
| CN102089622A (zh) * | 2008-07-14 | 2011-06-08 | 矿井安全装置公司 | 确定移动的人员的位置的系统和方法 |
| CN102193081A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | 定位物体的方法和系统 |
| CN102279404A (zh) * | 2010-06-13 | 2011-12-14 | 上海伽利略导航有限公司 | 一种无缝定位方法及装置 |
| CN102419180A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-04-18 | 无锡智感星际科技有限公司 | 一种基于惯性导航系统和wifi的室内定位方法 |
| CN102494684A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-13 | 东南大学 | 一种基于wsn/mins组合导航的导航信息无偏紧组合方法 |
-
2013
- 2013-03-12 CN CN201310078769.0A patent/CN103197279B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070229356A1 (en) * | 2006-02-14 | 2007-10-04 | Kodrin David S | Devices, systems and method of determining the location of mobile personnel |
| CN102089622A (zh) * | 2008-07-14 | 2011-06-08 | 矿井安全装置公司 | 确定移动的人员的位置的系统和方法 |
| CN102193081A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | 定位物体的方法和系统 |
| CN102279404A (zh) * | 2010-06-13 | 2011-12-14 | 上海伽利略导航有限公司 | 一种无缝定位方法及装置 |
| CN102419180A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-04-18 | 无锡智感星际科技有限公司 | 一种基于惯性导航系统和wifi的室内定位方法 |
| CN102494684A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-13 | 东南大学 | 一种基于wsn/mins组合导航的导航信息无偏紧组合方法 |
Cited By (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104154916A (zh) * | 2013-08-30 | 2014-11-19 | 北京航天发射技术研究所 | 一种基于激光陀螺捷联惯组的车载定位设备 |
| CN104154916B (zh) * | 2013-08-30 | 2018-11-30 | 北京航天发射技术研究所 | 一种基于激光陀螺捷联惯组的车载定位设备 |
| CN103442333A (zh) * | 2013-09-02 | 2013-12-11 | 深圳市翌日科技有限公司 | 商场购物车智能管理的监控系统及监控方法 |
| CN103442333B (zh) * | 2013-09-02 | 2016-03-16 | 深圳市翌日科技有限公司 | 商场购物车智能管理的监控方法 |
| CN103591955B (zh) * | 2013-11-21 | 2016-03-30 | 西安中科光电精密工程有限公司 | 组合导航系统 |
| CN103591955A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-19 | 西安中科光电精密工程有限公司 | 组合导航系统 |
| CN103823202A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-28 | 北京智物达科技有限公司 | 用于服务场所的超宽带定位系统和超宽带定位方法 |
| CN115267648A (zh) * | 2015-03-07 | 2022-11-01 | 维里蒂股份公司 | 分布式定位系统和方法以及自定位设备 |
| CN104833949A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-08-12 | 西北工业大学 | 一种基于改进距离参数化的多无人机协同无源定位方法 |
| CN104833354A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-12 | 梁步阁 | 一种多基多模组网融合室内人员导航定位系统及其实施方法 |
| CN105091881A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-11-25 | 南京理工大学 | 一种带有静止状态检测的无线传感网室内定位方法 |
| CN105338622A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-02-17 | 河海大学常州校区 | 一种高抗扰室内无线定位方法 |
| CN105338622B (zh) * | 2015-10-13 | 2018-08-07 | 河海大学常州校区 | 一种高抗扰室内无线定位方法 |
| US10648816B2 (en) | 2015-11-24 | 2020-05-12 | Southeast University | Device and method for integrated navigation based on wireless fingerprints and MEMS sensors |
| WO2017088196A1 (zh) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 东南大学 | 基于无线指纹和mems传感器的融合导航装置和方法 |
| CN105424030B (zh) * | 2015-11-24 | 2018-11-09 | 东南大学 | 基于无线指纹和mems传感器的融合导航装置和方法 |
| CN105951618A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-21 | 徐洪军 | 一种减速带型发射车辆定位机器人 |
| CN106291455A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-01-04 | 四川中电昆辰科技有限公司 | 基于运动状态信息的定位装置及方法 |
| CN106569493A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-04-19 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种基于脉冲超宽带技术的agv集群定位方法及agv调度方法 |
| CN108459589A (zh) * | 2017-02-22 | 2018-08-28 | 深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司 | 无人驾驶小车控制系统及控制方法、无人驾驶小车 |
| CN107592671A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-16 | 中国空间技术研究院 | 一种网络化多智能体主动变拓扑的自主协同定位方法 |
| CN107592671B (zh) * | 2017-10-19 | 2020-02-21 | 中国空间技术研究院 | 一种网络化多智能体主动变拓扑的自主协同定位方法 |
| CN108036784A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-05-15 | 云保（佛山）智控科技有限公司 | 一种室内定位方法、导航方法及系统 |
| WO2019218291A1 (zh) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于对定位数据滤波的方法和装置 |
| CN109115211A (zh) * | 2018-08-01 | 2019-01-01 | 南京科远自动化集团股份有限公司 | 一种厂区高精度人员定位方法及定位系统 |
| CN108873038A (zh) * | 2018-09-10 | 2018-11-23 | 芜湖盟博科技有限公司 | 自主泊车定位方法及定位系统 |
| CN108873038B (zh) * | 2018-09-10 | 2020-11-06 | 芜湖盟博科技有限公司 | 自主泊车定位方法及定位系统 |
| CN109341679A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-15 | 华中科技大学 | 一种智能设备导航方法及导航系统 |
| CN109195221A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-11 | 无锡艾森汇智科技有限公司 | 一种基于微惯导的uwb定位方法、装置及系统 |
| CN112484710B (zh) * | 2019-09-11 | 2023-05-26 | 杭州海康微影传感科技有限公司 | 目标定位方法、装置及设备、存储介质 |
| CN112484710A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 杭州海康微影传感科技有限公司 | 目标定位方法、装置及设备、存储介质 |
| CN110749346B (zh) * | 2019-09-12 | 2022-04-26 | 南京邮电大学 | 面向城市环境监测的移动无线传感网数据感知的校准方法 |
| CN110749346A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-02-04 | 南京邮电大学 | 面向城市环境监测的移动无线传感网数据感知的校准方法 |
| CN111198567B (zh) * | 2020-01-17 | 2021-06-01 | 北京大学 | 一种多agv协同动态追踪方法及装置 |
| CN111198567A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-26 | 北京大学 | 一种多agv协同动态追踪方法及装置 |
| CN111970631A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-20 | 仰信科技(武汉)有限公司 | 一种超宽带与惯导组合的地下列车定位测速系统及方法 |
| CN112445244B (zh) * | 2020-11-09 | 2022-03-04 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种多自主水下机器人的目标搜寻方法 |
| CN112445244A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-05 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种多自主水下机器人的目标搜寻方法 |
| CN112665576A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-16 | 北京第玖元素科技有限公司 | 一种定位系统、方法、终端设备及存储介质 |
| CN113546394A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-26 | 国家体育总局体育科学研究所 | 一种矢量速度测量装置 |
| WO2024145955A1 (zh) * | 2023-01-05 | 2024-07-11 | 深圳大学 | 一种面向狭长空间的室内定位装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103197279B (zh) | 2014-10-29 |
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