CN111757256A - 室内定位方法及装置 - Google Patents

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CN111757256A CN202010581463.7A CN202010581463A CN111757256A CN 111757256 A CN111757256 A CN 111757256A CN 202010581463 A CN202010581463 A CN 202010581463A CN 111757256 A CN111757256 A CN 111757256A
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Abstract

本发明提供一种室内定位方法及装置，该方法包括：步骤一，预先布置至少三个超宽带基站，所述基站的位置已知；步骤二，预先在被定位物体上安装超宽带收发设备；步骤三，通过所述超宽带收发设备确定所述被定位物体与所述基站的距离值；步骤四，根据所述距离值计算出所述被定位物体的位置。利用本发明的室内定位方法及装置，在室内环境内，基于有限的距离限制，采用UWB测距成本低而且精度高，位置误差在0.1m以内。可以很好的解决室内卫星信号接收不到的问题，实现室内外无缝定位。

Description

室内定位方法及装置
技术领域
本发明属于导航技术领域，特别是一种室内定位方法及装置。
背景技术
随着传感器技术和自动控制技术的发展，越来越多的设备从有人控制转变成无人控制。比如园区无人车可以完成园区范围内短距离的送货和取货，降低人力成本。在无人车工作的过程中，能够实时的获取无人车的速度、位置等信息显得尤为重要。
基于全球四大卫星导航系统已经投入运营，无人车在室外场景中对位置定位的要求基本可以满足精度。但是无人车在进入到厂房之后，有遮挡的情况下卫星定位将会失效。
室内定位技术众多，各种技术都有自己的局限性，彼此间又在一定程度上存在相互竞争，高精度室内定位技术需要昂贵的额外辅助设备或前期大量的人工处理，因此需要设计新的室内定位方法。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种优化方法，实现无人车在室内环境下的精准定位。
本发明的目的在于提供一种室内定位方法，包括以下步骤：
步骤一，预先布置至少三个超宽带基站，所述基站的位置已知；
步骤二，预先在被定位物体上安装超宽带收发设备；
步骤三，通过所述超宽带收发设备确定所述被定位物体与所述基站的距离值；
步骤四，根据所述距离值计算出所述被定位物体的位置。优选的，所述超宽带收发设备为移动站。
优选的，所述步骤三包括通过双边测距算法得到所述距离值。
优选的，所述通过双边测距算法得到所述距离值包括：基于信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳得到所述距离值；
其中，所述双边信息流程包括：所述被定位物体的所述超宽带收发设备发出一个POLL信息，所述基站接收到随之发送一个ANSWER信息，接收到所述 ANSWER信息的所述超宽带收发设备再向所述基站发送一个FINAL信息，最后所述基站回复一个报告，所述报告包含所述双边信息流程中的时间戳，以便根据所述时间戳得出所述距离值。
优选的，所述基于信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳得到所述距离值包括：
对于至少三个所述基站，基于所述信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳，利用以下步骤得到所述基站与所述超宽带收发设备之间的到达时间Tprop的测量值
Figure BDA0002552460230000021
将所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx与所述超宽带收发设备发出所述POLL信息的时间戳Tpoll_tx相减，得到所述超宽带收发设备接收到所述ANSWER信息到所述超宽带收发设备发出所述POLL信息的时间间隔Tround1，
将所述基站发出所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx与所述基站收到所述 POLL信息的时间戳Tpoll_rx相减，得到所述基站发出所述ANSWER信息到所述基站接收到所述POLL信息的时间间隔Treply1，
将所述超宽带收发设备发送所述FINAL信息的时间戳Tfinal_tx与所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx相减，得到所述超宽带收发设备发出所述FINAL信息到所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间间隔Treply2，
将所述基站收到所述FINAL信息的时间戳Tfinal_rx与所述基站发出所述 ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx相减，得到所述基站收到所述FINAL信息到所述基站发出所述ANSWER信息的时间间隔Tround2，
利用下式计算得到所述到达时间Tprop的测量值
Figure BDA0002552460230000022
Figure BDA0002552460230000023
对于至少三个所述基站，根据所述到达时间的测量值
Figure BDA0002552460230000024
计算出所述超宽带收发设备与所述基站之间的距离。
优选的，所述步骤四采用三角形质心算法确定所述被定位物体的位置。
优选的，所述采用三角形质心算法确定所述被定位物体的位置包括：分别以各个所述基站的位置为圆心、所述距离值为半径来设置圆，如果不存在测量误差，则至少三个所述圆相交的点为所述被定位物体的位置，如果存在测量误差，至少三个所述圆没有相交于一点而是形成三个交点，则确定所述三个交点的位置，将由所述三个交点作为顶点的三角形的质心确定为所述被定位物体的位置。
优选的，所述确定所述三个交点的位置包括，利用以下算式确定所述三个交点的位置：
Figure BDA0002552460230000031
其中，所述xB、yB为所述三个交点中的一个交点的二维坐标，所述xA1、yA1、 xA2、yA2、xA3、yA3分别为作为所述三个圆的圆心对应的所述基站的位置，所述 d1、d2、d3分别为所述被定位物体与所述三个圆的圆心对应的所述基站的所述距离值。
优选的，所述将由所述三个交点作为顶点的三角形的质心确定为所述被定位物体的位置包括：根据所述三个交点的位置、利用以下算式确定所述三角形的质心的位置
Figure BDA0002552460230000032
其中，所述xB、yB、xC、yC、xD、yD分别为所述三个交点的二维坐标，所述xT、yT为所述三角形的质心的位置。
本发明的目的还在于提供一种室内定位装置，所述装置包括：距离确定模块，用于确定被定位物体与至少三个超宽带基站之间的距离值；其中，所述基站被预先布置，所述基站的位置已知，预先在所述被定位物体上安装超宽带收发设备；以及，位置确定模块，用于根据所述距离值计算出所述被定位物体的位置。
优选的，所述超宽带收发设备为移动站。
优选的，所述距离确定模块具体用于通过双边测距算法得到所述距离值。
优选的，所述距离确定模块具体用于基于信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳得到所述距离值；其中，所述双边信息流程包括：所述被定位物体的所述超宽带收发设备发出一个POLL信息，所述基站接收到随之发送一个 ANSWER信息，接收到所述ANSWER信息的所述超宽带收发设备再向所述基站发送一个FINAL信息，最后所述基站回复一个报告，所述报告包含所述双边信息流程中的时间戳，以便根据所述时间戳得出所述距离值。
优选的，所述距离确定模块具体用于：对于至少三个所述基站，基于所述信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳，利用以下步骤得到所述基站与所述超宽带收发设备之间的到达时间Tprop的测量值
Figure BDA0002552460230000033
将所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx与所述超宽带收发设备发出所述POLL信息的时间戳Tpoll_tx相减，得到所述超宽带收发设备接收到所述ANSWER信息到所述超宽带收发设备发出所述POLL信息的时间间隔Tround1，
将所述基站发出所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx与所述基站收到所述 POLL信息的时间戳Tpoll_rx相减，得到所述基站发出所述ANSWER信息到所述基站接收到所述POLL信息的时间间隔Treply1，
将所述超宽带收发设备发送所述FINAL信息的时间戳Tfinal_tx与所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx相减，得到所述超宽带收发设备发出所述FINAL信息到所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间间隔Treply2，
将所述基站收到所述FINAL信息的时间戳Tfinal_rx与所述基站发出所述 ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx相减，得到所述基站收到所述FINAL信息到所述基站发出所述ANSWER信息的时间间隔Tround2，
利用下式计算得到所述到达时间Tprop的测量值
Figure BDA0002552460230000041
Figure BDA0002552460230000042
对于至少三个所述基站，根据所述到达时间的测量值
Figure BDA0002552460230000043
计算出所述超宽带收发设备与所述基站之间的距离。
优选的，所述位置确定模块具体用于采用三角形质心算法确定所述被定位物体的位置。
优选的，所述位置确定模块具体用于：分别以各个所述基站的位置为圆心、所述距离值为半径来设置圆，如果不存在测量误差，则至少三个所述圆相交的点为所述被定位物体的位置，如果存在测量误差，至少三个所述圆没有相交于一点而是形成三个交点，则确定所述三个交点的位置，将由所述三个交点作为顶点的三角形的质心确定为所述被定位物体的位置。
优选的，所述位置确定模块具体用于，利用以下算式确定所述三个交点的位置：
Figure BDA0002552460230000044
其中，所述xB、yB为所述三个交点中的一个交点的二维坐标，所述xA1、yA1、 xA2、yA2、xA3、yA3分别为作为所述三个圆的圆心对应的所述基站的位置，所述 d1、d2、d3分别为所述被定位物体与所述三个圆的圆心对应的所述基站的所述距离值。
优选的，所述位置确定模块具体用于，所述将由所述三个交点作为顶点的三角形的质心确定为所述被定位物体的位置包括：
根据所述三个交点的位置、利用以下算式确定所述三角形的质心的位置
Figure BDA0002552460230000051
其中，所述xB、yB、xC、yC、xD、yD分别为所述三个交点的二维坐标，所述xT、yT为所述三角形的质心的位置。
本发明的有益效果：
在室内环境内，基于有限的距离限制，采用UWB测距成本低而且精度高，位置误差在0.1m以内。可以很好的解决室内卫星信号接收不到的问题，实现室内外无缝定位；解决了TOA定位方法中时间不同步和测量误差的问题，实现无人车在室内环境下的精准定位。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
图1为本发明一个实施例的UWB定位系统的结构示意图；
图2为本发明一个实施例的移动站实现双边测距流程的示意图；
图3为本发明一个实施例的三角质心算法原理的示意图；
图4为本发明一个实施例的室内定位装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，但并不用来限制本发明的保护范围。
为了实现诸如无人车的被定位物体的室内外的无缝定位，可以采用基于UWB的室内定位方法来解决室内丢星无法定位的问题。
UWB(Ultra WideBand，也称为超宽带、或超宽频带)是室内定位领域的一项新兴技术，与其他定位技术相比，它具有更好的性能，更高精度，更适用于室内定位。UWB信号具有超宽频带的特性，这使得UWB系统具有较高的分辨精度，这种精确度为定位系统的设计提供了很好的支撑。而且UWB信号传输系统与传统载波方式不同，直接使用脉冲小型激励天线，这也可以降低定位系统的成本。
无线定位测量方法是指分析接收的无线电波信号的特征参数，然后根据特定算法计算被测对象的位置(二维/三维坐标：经度、纬度和高度)。目前UWB 常用的定位算法主要有：RSS(基于接收信号强度)，AOA(基于到达角)，TOA (基于到达时间)以及TDOA(到达时间差定位)的定位算法。基于RSS(Received Signal Strength，接收信号强度定位)的定位算法，在基于RSS算法中，被跟踪目标测量来自多个发射器接收的信号强度，以便使用信号强度作为发射器和接收器之间距离的估算参数，这样，接收器能够估算其相对发射器节点的位置，在基于RSS的算法中，无线信号传输过程中的多径效应和通过障碍时产生的阴影效应是产生定位误差的主要原因，在开放空间里，若无障碍物的阻隔，可以得到较为精确的定位，而在很多环境下，因为存在各种各样的障碍物导致的多径效应，衰减，散射等等不确定因素，将大大影响其定位精度，另外在基于RSS 的算法中，移动标签仅用作接收器，因此依赖于来自多个发射器的接收信号的强度来找到它们的位置。基于AOA(Angle of Arriva，到达角度定位)的定位算法是通过基站天线或天线阵列测出终端发射电波的入射角(入射角是光源与法线的夹角)，从而构成一根从接收机到终端的径向连线，即方位线，利用两个或两个以上AP接入点提供的AOA测量值，按AOA定位算法确定多条方位线的交点，即，为待定终端的估计位置。基于TOA(Time of Arriva，到达时间定位) 的定位算法是指由基站向移动站发出特定的测距命令或指令信号，并要求终端对该指令进行相应，基站会记录下由发出测距指令到受到终端确认信号所花费的时间，该时间主要由射频信号在环路上的传播时延、终端的响应时延和处理时延、基站的处理时延组成。如果能够准确的得到终端和基站的响应和处理时延，就可以算出射频信号的环路传播时延，因为无线电波在空气中以光速传播，所以基站与终端之间的距离可以估算出来，当有三个基站参与测量时，就可以根据三角定位法来确定终端所在的区域。基于TDOA定位算法是一种利用时间差进行定位的方法，通过测量信号达到基站的时间，可以确定信号源的距离，利用信号源到多个无线电监测站的距离(以无线电基站为中心，距离为半径作圆)，就能确定信号的位置，通过比较信号到达多个基站的时间差，就能做出以检测站为焦点，距离差为长轴的双曲线的交点，交点即为信号的位置。基于RSS 的定位方法易受环境多路径和非视距的影响，实际应用时比较受限；基于AOA 的定位方法在测量区域内障碍物较多情况下，多径效应导致得到的角度和直达信号的角度产生一定区别，使定位误差增大；TOA的定位方法是通过时间差和传播速度分别算出无人车到基准站之间的距离，以基准站的坐标参考为圆心，与相应的基准值和无人车之间的距离为半径画圆，理论上讲圆的交点就是无人车的位置。但是其前提是各基准站的时间同步，而且由于测量误差，三个圆不一定交于同一个点。目前混合定位已成为新的无线定位主流，混合定位的核心思想依赖于可靠的短程测量的使用，以提高无线系统的位置估计的准确性，用已经实现了基本独立的无线定位测量方法的不同组合来增强位置估算的准确性。
本发明提出的UWB定位系统的一个具体示例的结构如图1所示，本发明的目的在于提供一种室内定位方法，该方法基于UWB，由于三个圆的交点确定一点，所以至少需要三个UWB基站(或称为超宽带基站、UWB基准站，或简称为基站、基准站)。基站(基准站)的位置固定安装并且位置已知。
本发明示例的室内定位方法主要包括以下的步骤一至步骤四：
步骤一，布置至少三个UWB基站，该UWB基站的位置已知。可选地，前述的UWB基站是预先布置的。可选地，UWB基站是固定安装的且位置已知；或者UWB基站的位置是可变的或运动的，但位置是始终可采集得到的或可计算得到的。如图1所示，将移动站安装在无人车上，基站1、基站2和基站3的位置固定且已知。需注意，虽然图1仅示出了三个UWB基站，但事实上可以设置更多基站而并非仅限于三个。
步骤二，在被定位物体上安装UWB收发设备。可选地，预先在被定位物体上安装UWB收发设备。可选地，该UWB收发设备为移动站(Rover)。可选地，该被定位物体为无人车。
步骤三，通过UWB收发设备确定被定位物体与基站的距离值。可选地，确定被定位物体与至少三个基站的距离值。
其中，前述步骤三包括：通过双边测距(也称为双向测距)算法得到被定位物体与基站的距离值。
具体地，该双边测距算法包括基于信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳计算得到被定位物体与基站的距离值。可选地，移动站实现双边测距流程。
如图2所示，以被定位物体为无人车、被定位物体的UWB收发设备为无人车的移动站为例，前述步骤三中的双边信息流程包括：无人车的移动站(Rover) 发出一个POLL信息，基站(Base)接收到该POLL信息后随之发送一个ANSWER 信息，接收到该ANSWER信息的移动站再向基站发送一个FINAL信息，最后基站回复一个report(也称为报告)，该report中包含了这个双边信息流程中的关键的时间戳，以便根据该时间戳运算得出被定位物体与基站的距离值。
在一个具体示例中，以被定位物体为无人车、被定位物体的UWB收发设备为无人车的移动站为例，前述步骤三中的基于信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳得到距离值具体包括：
基于前述的信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳，并利用以下过程
来算出基站与移动站(或超宽带收发设备)之间的到达时间Tprop的测量值
Figure BDA0002552460230000085
将超宽带收发设备收到ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx与超宽带收发设备发出POLL信息的时间戳Tpoll_tx相减，得到超宽带收发设备接收到ANSWER信息到超宽带收发设备发出POLL信息的时间间隔Tround1，
将基站发出ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx与基站收到POLL信息的时间戳Tpoll_rx相减，得到基站发出ANSWER信息到基站接收到POLL信息的时间间隔Treply1，
将超宽带收发设备发送FINAL信息的时间戳Tfinal_tx与超宽带收发设备收到ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx相减，得到超宽带收发设备发出FINAL信息到超宽带收发设备收到ANSWER信息的时间间隔Treply2，
将基站收到FINAL信息的时间戳Tfinal_rx与基站发出ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx相减，得到基站收到FINAL信息到基站发出ANSWER信息的时间间隔Tround2，
计算出上述时间间隔之后，利用以下的算式(1)计算得到真实到达时间Tprop的测量值
Figure BDA0002552460230000081
Figure BDA0002552460230000082
在由上式计算出信号到达时间后，根据该到达时间的测量值
Figure BDA0002552460230000083
即可计算出移动站与基站之间的距离。
需注意，在实际中，计算出的测量值与真实值存在误差，为与基站与移动站之间的到达时间Tprop的真实值相区别，利用带^号的
Figure BDA0002552460230000084
来表示测量值。
由于不同超宽带收发设备之间存在时钟偏差，会对时间间隔的测量带来误差。而利用本发明提出的前述方法计算得到结果能够减小该误差的影响。
在一个具体示例中，对至少三个基站，采用前述双边测距法分别计算出每个基站与移动站之间的距离d1，d2和d3。
本发明的室内定位方法，通过利用双边测距算法，能够减小无人车和基准站点由于时钟漂移带来的计算误差，使得计算的距离更加精确。
步骤四，根据得到的被定位物体与基站的距离值，计算出被定位物体的位置。可选地，根据被定位物体与至少三个基站的距离值计算出被定位物体的位置。
其中，前述步骤四采用三角形质心算法被定位物体的位置，例如获得定位坐标点。
如图3所示，该三角形质心算法具体包括：分别以各个基准站的已知位置为圆心，前述的UWB基站与UWB收发设备之间的距离为半径来设置圆。如果不存在测量误差，则至少三个圆相交的点为被定位物体的位置；如果存在测量误差，至少三个圆没有相交于一点，而是形成三个交点(图3中的B、C、D) 作为近似位置点，则确定该三个交点的位置，将由该三个交点作为顶点的三角形ΔBCD的质心T确定为被定位物体的位置。
在一个具体示例中，前述步骤四中的确定三个交点的位置包括根据UWB基站的位置、以及前述的UWB基站与UWB收发设备之间的距离来确定交点的位置，具体包括利用以下算式(2)来计算交点，以B点为例，B点的计算方法为：
Figure BDA0002552460230000091
其中，xB、yB为三个交点中的一个交点的二维坐标，xA1、yA1、xA2、yA2、 xA3、yA3分别为作为三个圆的圆心对应的基站的位置，d1、d2、d3分别为被定位物体与三个圆的圆心对应的基站的距离值。
同理可以计算出C和D的位置坐标。
需注意，前述利用算式(2)来计算交点的过程也可以描述为：确定其中两圆相交而成的两个两圆交点，选取所述两个两圆交点中的与第三圆圆心距离小于或等于第三圆半径的一个两圆交点(事实上就是选取距第三圆较近的一个两圆交点)作为三角形的一个顶点。
在一个具体示例中，前述的步骤四中的由三个交点作为顶点的三角形的质心确定为被定位物体的位置包括：
根据该三个交点的位置、利用以下算式(3)来确定该三角形的质心的位置：
Figure BDA0002552460230000092
其中，xB、yB、xC、yC、xD、yD分别为三个交点的二维坐标，xT、yT为三角形ΔBCD的质心的位置。
本发明的室内定位方法，通过利用三角形质心算法，具有较高的定位精度。
本发明的一个实施例中具体实现定位可以采用DWM1000模块，可以无线收发，超宽带，具有良好的区分反射能力，并且有着450米的最远传输距离。在50m×100m的厂房边缘设置三个基站，并且该三个基站的位置已知，相当于图3中的A1，A2，A3位置已知。DWM1000模块分别测量出d1，d2，d3的长度，通过上述方法可计算出无人车的位置。
本实施例的方法在室内环境内，基于有限的距离限制，采用UWB测距成本低而且精度高，位置误差在0.1m以内。可以很好的解决室内卫星信号接收不到的问题，实现室内外无缝定位。
请参阅图4，本发明示例的室内定位装置100主要包括：距离确定模块110 和位置确定模块120。
其中，该距离确定模块110用于确定被定位物体与至少三个UWB基站之间的距离值。其中，UWB基站被预先布置，UWB基站的位置已知，预先在被定位物体上安装UWB收发设备。该位置确定模块120，用于根据该距离值计算出被定位物体的位置。
需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到本发明的室内定位装置100的对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
本发明的实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在设备上运行时，使得设备执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的室内定位方法。
本发明的实施例还提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述相关步骤，以实现上述实施例中的室内定位方法。
另外，本发明的实施例还提供一种装置，这个装置具体可以是芯片，组件或模块，该装置可包括相连的处理器和存储器；其中，存储器用于存储计算机执行指令，当装置运行时，处理器可执行存储器存储的计算机执行指令，以使芯片执行上述各方法实施例中的室内定位方法。
本发明提供的室内定位装置100、计算机存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时本领域的一般技术人员，根据本发明的实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种室内定位方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，预先布置至少三个超宽带基站，所述基站的位置已知；
步骤二，预先在被定位物体上安装超宽带收发设备；
步骤三，通过所述超宽带收发设备确定所述被定位物体与所述基站的距离值；
步骤四，根据所述距离值计算出所述被定位物体的位置。
2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于：所述超宽带收发设备为移动站。
3.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述步骤三包括：通过双边测距算法得到所述距离值。
4.根据权利要求3所述的室内定位方法，其特征在于，所述通过双边测距算法得到所述距离值包括：基于信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳得到所述距离值；
其中，所述双边信息流程包括：所述被定位物体的所述超宽带收发设备发出一个POLL信息，所述基站接收到随之发送一个ANSWER信息，接收到所述ANSWER信息的所述超宽带收发设备再向所述基站发送一个FINAL信息，最后所述基站回复一个报告，所述报告包含所述双边信息流程中的时间戳，以便根据所述时间戳得出所述距离值。
5.根据权利要求4所述的室内定位方法，其特征在于，所述基于信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳得到所述距离值包括：
对于至少三个所述基站，基于所述信号发出和到达的双边信息流程中的时间戳，利用以下步骤得到所述基站与所述超宽带收发设备之间的到达时间Tprop的测量值
Figure FDA0002552460220000011
将所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx与所述超宽带收发设备发出所述POLL信息的时间戳Tpoll_tx相减，得到所述超宽带收发设备接收到所述ANSWER信息到所述超宽带收发设备发出所述POLL信息的时间间隔Tround1，
将所述基站发出所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx与所述基站收到所述POLL信息的时间戳Tpoll_rx相减，得到所述基站发出所述ANSWER信息到所述基站接收到所述POLL信息的时间间隔Treply1，
将所述超宽带收发设备发送所述FINAL信息的时间戳Tfinal_tx与所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_rx相减，得到所述超宽带收发设备发出所述FINAL信息到所述超宽带收发设备收到所述ANSWER信息的时间间隔Treply2，
将所述基站收到所述FINAL信息的时间戳Tfinal_rx与所述基站发出所述ANSWER信息的时间戳Tanswer_tx相减，得到所述基站收到所述FINAL信息到所述基站发出所述ANSWER信息的时间间隔Tround2，
利用下式计算得到所述到达时间Tprop的测量值
Figure FDA0002552460220000021
Figure FDA0002552460220000022
对于至少三个所述基站，根据所述到达时间的测量值
Figure FDA0002552460220000023
计算出所述超宽带收发设备与所述基站之间的距离。
6.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于：所述步骤四采用三角形质心算法确定所述被定位物体的位置。
7.根据权利要求6所述的室内定位方法，其特征在于：所述采用三角形质心算法确定所述被定位物体的位置包括：
分别以各个所述基站的位置为圆心、所述距离值为半径来设置圆，
如果不存在测量误差，则至少三个所述圆相交的点为所述被定位物体的位置，
如果存在测量误差，至少三个所述圆没有相交于一点而是形成三个交点，则确定所述三个交点的位置，将由所述三个交点作为顶点的三角形的质心确定为所述被定位物体的位置。
8.根据权利要求7所述的室内定位方法，其特征在于，所述确定所述三个交点的位置包括，利用以下算式确定所述三个交点的位置：
Figure FDA0002552460220000024
其中，所述xB、yB为所述三个交点中的一个交点的二维坐标，所述xA1、yA1、xA2、yA2、xA3、yA3分别为作为所述三个圆的圆心对应的所述基站的位置，所述d1、d2、d3分别为所述被定位物体与所述三个圆的圆心对应的所述基站的所述距离值。
9.根据权利要求8所述的室内定位方法，其特征在于，所述将由所述三个交点作为顶点的三角形的质心确定为所述被定位物体的位置包括：
根据所述三个交点的位置、利用以下算式确定所述三角形的质心的位置
Figure FDA0002552460220000031
其中，所述xB、yB、xC、yC、xD、yD分别为所述三个交点的二维坐标，所述xT、yT为所述三角形的质心的位置。
10.一种室内定位装置，其特征在于，所述装置包括：
距离确定模块，用于确定被定位物体与至少三个超宽带基站之间的距离值；其中，所述基站被预先布置，所述基站的位置已知，预先在所述被定位物体上安装超宽带收发设备；以及，
位置确定模块，用于根据所述距离值计算出所述被定位物体的位置。
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