CN104950300B - 一种基于视距与非视距判别的toa测距误差纠正方法及系统 - Google Patents
一种基于视距与非视距判别的toa测距误差纠正方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法及系统，有助于降低TOA测距误差，提高定位的精度。所述方法包括：在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值。本发明适用于定位技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别是指一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法及系统。
背景技术
近年来，定位技术在军事、安防、健康监护、应急救护、智能家居等领域具有广阔应用前景。但是在建筑物内部，矿井，隧道等室内环境中，由于卫星信号受到各种建筑物的遮挡，而无法进行卫星定位，只能进行一种室内的非卫星定位。TOA(Time of arrival，时间到达)测距法是一种非卫星定位，TOA是一种通过测量无线信号的传输时间来估计距离长度的方法，例如，预先设定无线信号从A通信节点发送的时刻是Ts，到达B通信节点的时刻是Tr，速度为C，则两通信节点之间的距离值d可以表示为d＝(Tr-Ts)*C，TOA测距法具有较高的测距精度，是目前众多目标定位系统中常用的非卫星方法，但是，当通信节点处于非视距场景下时，TOA测距误差大，这些误差会导致定位的偏执，其中，视距是指A通信节点与B通信节点之间的通讯信号没有被物体遮挡，非视距是指A通信节点与B通信节点之间的通讯信号被物体遮挡。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法及系统。，以解决现有技术所存在的通信节点处于非视距状态时，TOA测距误差大的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法，包括：
在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值。
可选地，所述在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值包括：
在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
可选地，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数包括：
根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G；
根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g；
根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z；
根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z。
可选地，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距和非视距的切割曲线函数及误判概率包括：
对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析，确定视距和非视距的切割曲线函数；
根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非视距的概率j及非视距误判为视距的概率k。
可选地，所述根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值包括：
通过切割曲线函数判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景还是非视距场景；
若新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景，则通过关系式：z*(1-k)+g*k，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值；
若新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景，则通过关系式：z*j+g*(1-j)，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值。
本发明实施例还提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统，包括：
测量单元，用于在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
确定单元，用于根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
纠正单元，用于根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值。
可选地，所述测量单元包括：
视距第一测量模块，用于在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
非视距第一测量模块，用于在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
非视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
可选地，所述确定单元包括：
视距误差偏移量确定模块，用于根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G；
视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g；
非视距误差偏移量确定模块，用于根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z；
非视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z。
可选地，所述确定单元还包括：
统计分析模块，用于对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析；
切割曲线确定模块，用于确定视距和非视距的切割曲线函数；
误判概率确定模块，用于根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非视距的概率j及非视距误判为视距的概率k。
可选地，所述纠正单元包括：
判断模块，用于通过切割曲线函数判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景还是非视距场景；
视距误差纠正模块，用于当新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景时，则通过关系式：z*(1-k)+g*k，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值；
非视距误差纠正模块，用于当新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景时，则通过关系式：z*j+g*(1-j)，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过分别测量的视距场景下和非视距场景下通信节点间的测距值、接收信号强度，以及记录通信节点间的真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率，并根据已经确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，使得纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值与新测量的所述通信节点间的真实距离值接近，这样，纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值作为新测量的所述通信节点间的距离值，能够提高通信节点间的距离值的测量精度，从而提高定位的准确度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的非视距测量场景示意图；
图3为本发明实施例提供的视距测量场景示意图；
图4为本发明实施例提供的非视距误差偏移拟合示意图；
图5为本发明实施例提供的视距误差偏移拟合示意图；
图6为本发明实施例提供的视距和非视距切割曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的通信节点处于非视距状态时，TOA测距误差大的问题，提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法及系统。
实施例一
参看图1所示，本发明实施例提供的基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法，包括：
S1，在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
S2，根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
S3，根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值。
本发明实施例所述的基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法，通过分别测量的视距场景下和非视距场景下通信节点间的测距值、接收信号强度，以及记录通信节点间的真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率，并根据已经确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，使得纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值与新测量的所述通信节点间的真实距离值接近，这样，纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值作为新测量的所述通信节点间的距离值，能够提高通信节点间的距离值的测量精度，从而提高定位的准确度。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法的具体实施方式中，可选地，所述在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值包括：
在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
本发明实施例中，在非视距场景下，测量通信节点A和通信节点B之间的测距值DIS、接收信号强度RSSI，并记录通信节点A和通信节点B之间的真实距离值dis，参看图2所示，将通信节点A与通信节点B放在一堵墙的两侧，分别离墙0.5m，通信节点A与通信节点B的间距为1m，控制通信节点A向通信节点B的测距，记录第一组A1B1的接收信号强度RSSI与测距值DIS，并记录通信节点A和通信节点B之间的真实距离值dis。在能测到距离值的前提下，通信节点A不动，将通信节点B以1m为步长向右侧墙移动，测量并记录A1B2......一直到A1Bn。再将通信节点A向左侧移动1m，通信节点B按上述移动方法移动，测量并记录A2B1，A2B2…A2Bn。同样一直测量并记录A3B1……AnBn。
本发明实施例中，在视距场景下，测量通信节点A和通信节点B之间的测距值DIS、接收信号强度RSSI，并记录通信节点A和通信节点B之间的真实距离值dis，参看图3所示，将通信节点A与通信节点B通信节点放在屋内的两个位置，通信节点A与通信节点B的间距为1m，控制通信节点A向通信节点B的测距，记录第一组A1B1的接收信号强度RSSI与测距值DIS，并记录通信节点A和通信节点B之间的真实距离值dis。在能测到距离值的前提下，通信节点A不动，将通信节点B以1m为步长向右侧墙移动，测量并记录A1B2......一直到A1Bn。再将通信节点A向左侧移动1m，通信节点B按上述移动方法移动，测量并记录A2B1，A2B2…A2Bn。同样一直测量并记录A3B1……AnBn。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法的具体实施方式中，可选地，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数包括：
根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G；
根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g；
根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z；
根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z。
本发明实施例中，例如，可以通过matlab对非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值进行分析，在RSSI＝1，2，3……M……N的场景下，分别画出横轴为DIS，纵轴为误差偏移量e＝(dis-DIS)的分布图，参看图4所示为RSSI＝M时的误差偏移量分布图，并拟合出各个RSSI值下误差偏移量的表示函数GRSSI(DIS)，得出误差纠正函数：g(RSSI,DIS)＝DIS+GRSSI(DIS)。
本发明实施例中，例如，可以通过matlab对视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值进行分析，在RSSI＝1，2，3……M……N的场景下，分别画出横轴为DIS，纵轴为误差偏移量e＝(dis-DIS)的分布图，参看图5所示为RSSI＝M时的误差偏移量分布图，并拟合出各个RSSI值下误差偏移量的表示函数ZRSSI(DIS)，得出误差纠正函数：z(RSSI,DIS)＝DIS+ZRSSI(DIS)。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法的具体实施方式中，可选地，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距和非视距的切割曲线函数及误判概率包括：
对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析，确定视距和非视距的切割曲线函数；
根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非视距的概率j及非视距误判为视距的概率k。
本发明实施例中，例如，可以通过matlab，以接收信号强度RSSI为横轴，测距值DIS为纵轴，画出视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布；对所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析，确定一条切割曲线，切割曲线函数为DIS＝F(RSSI)，参看图6所示，位于曲线上面的所有分布点尽可能是视距场景下的测量值和接收信号强度，位于曲线下面的分布点尽可能是非视距场景下的测量值和接收信号强度，并统计每个接收信号强度RSSI下得误判概率，假设，当接收信号强度RSSI为M时，位于切割曲线上方视距的点有850组，非视距的点有150组，用L1表示非视距，L2表示视距，则非视距误判为视距的概率设为k＝L1/(L1+L2)。在RSSI为M时，位于切割曲线下方的视距的点有75组，非视距的点有785组，用L3表示非视距，L4表示视距，则视距误判为非视距的概率设为j＝L4/(L3+L4)。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法的具体实施方式中，可选地，所述根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值包括：
通过切割曲线函数判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景还是非视距场景；
若新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景，则通过关系式：z*(1-k)+g*k，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值；
若新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景，则通过关系式：z*j+g*(1-j)，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值。
本发明实施例中，通过确定的视距和非视距的切割曲线函数DIS＝F(RSSI)，判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景下还是距视距场景下，若新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景，则新测量的通信节点间的距离值d＝(DIS+ZRSSI(DIS))*(1-k)+(DIS+GRSSI(DIS))*k，若新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景，则新测量的通信节点间的距离值d＝(DIS+ZRSSI(DIS))*j+(DIS+GRSSI(DIS))*(1-j)。
实施例二
本发明还提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统的具体实施方式，由于本发明提供的基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统与前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法的具体实施方式相对应，该基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统可以通过执行上述方法具体实施方式中的流程步骤来实现本发明的目的，因此上述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法具体实施方式中的解释说明，也适用于本发明提供的基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统的具体实施方式，在本发明以下的具体实施方式中将不再赘述。
本发明实施例还提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统，包括：
测量单元，用于在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
确定单元，用于根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
纠正单元，用于根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值。
本发明实施例所述的基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统，通过分别测量的视距场景下和非视距场景下通信节点间的测距值、接收信号强度，以及记录通信节点间的真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率，并根据已经确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，使得纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值与新测量的所述通信节点间的真实距离值接近，这样，纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值作为新测量的所述通信节点间的距离值，能够提高通信节点间的距离值的测量精度，从而提高定位的准确度。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统的具体实施方式中，可选地，所述测量单元包括：
视距第一测量模块，用于在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
非视距第一测量模块，用于在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
非视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统的具体实施方式中，可选地，所述确定单元包括：
视距误差偏移量确定模块，用于根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G；
视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g；
非视距误差偏移量确定模块，用于根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z；
非视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统的具体实施方式中，可选地，所述确定单元还包括：
统计分析模块，用于对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析；
切割曲线确定模块，用于确定视距和非视距的切割曲线函数；
误判概率确定模块，用于根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非视距的概率j及非视距误判为视距的概率k。
在前述基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统的具体实施方式中，可选地，所述纠正单元包括：
判断模块，用于通过切割曲线函数判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景还是非视距场景；
视距误差纠正模块，用于当新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景时，则通过关系式：z*(1-k)+g*k，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值；
非视距误差纠正模块，用于当新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景时，则通过关系式：z*j+g*(1-j)，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法，其特征在于，包括：
在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值；
其中，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数包括：
根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G；
根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g；
根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z；
根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z；
其中，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距和非视距的切割曲线函数及误判概率包括：
对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析，确定视距和非视距的切割曲线函数；
根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非视距的概率j及非视距误判为视距的概率k；
其中，所述根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值包括：
通过切割曲线函数判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景还是非视距场景；
若新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景，则通过关系式：z*(1-k)+g*k，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值；
若新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景，则通过关系式：z*j+g*(1-j)，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值包括：
在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
3.一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统，其特征在于，包括：
测量单元，用于在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
确定单元，用于根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
纠正单元，用于根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值；
其中，所述确定单元包括：
视距误差偏移量确定模块，用于根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G；
视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g；
非视距误差偏移量确定模块，用于根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z；
非视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z；
其中，所述确定单元还包括：
统计分析模块，用于对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析；
切割曲线确定模块，用于确定视距和非视距的切割曲线函数；
误判概率确定模块，用于根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非视距的概率j及非视距误判为视距的概率k；
其中，所述纠正单元包括：
判断模块，用于通过切割曲线函数判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景还是非视距场景；
视距误差纠正模块，用于当新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景时，则通过关系式：z*(1-k)+g*k，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值；
非视距误差纠正模块，用于当新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景时，则通过关系式：z*j+g*(1-j)，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述测量单元包括：
视距第一测量模块，用于在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
非视距第一测量模块，用于在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
非视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
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| 《基于RSSI的无线传感器网络定位算法的研究》;舒展鹏;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20130215(第2期);第32-36页 * |
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