CN111836191B - 一种定位方法、装置、存储介质以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定位方法、装置、存储介质以及电子设备,通过分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离,基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型,利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,基于第二距离和与定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。该方法通过对第一距离进行补偿,可以有效消除误差,从而能够有效提高定位性能和精度。
Description
技术领域
本发明涉及定位技术领域,尤其涉及一种定位方法、装置、存储介质以及电子设备。
背景技术
目前短距离高精度无线定位的最优选择是基于超宽带的无线通信定位技术,超宽带(Ultra Wide Band,UWB)无线通信技术因其超高的时间分辨能力、超强的抗多径能力、超优的穿墙性能,具有相比于蓝牙、Wifi等传统定位技术更高的精度,通常蓝牙、Wifi等传统定位技术为米级精度,而UWB无线通信技术理论定位精度可达10cm。然而,现有的UWB定位系统里面,在面对多个移动标签共同定位的需求场景,由于多径效应与非视距误差(Non-Lineof Sight,NLOS)的影响,特别是通信间的相互串扰,容易导致定位系统性能下降。
本发明针对当前UWB多标签定位系统定位性能不佳、信号不稳定的劣势,提供了一种定位方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:如何提高多标签定位的性能以及精度。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种定位方法、装置、存储介质以及电子设备。
本发明的第一个方面,提供了一种定位方法,其包括:
分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离;
基于每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型;
利用RSSI/TOF融合模型对所述第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离;
基于所述第二距离和所述定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定所述待定位标签的位置坐标。
可选的,基于每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型,包括:
等间距移动所述待定位标签,分别记录在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度;
基于在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离,建立TOF距离拟合方程;
基于在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离和所述定位装置的信号强度,建立RSSI距离拟合方程;
基于所述TOF距离拟合方程、所述RSSI距离拟合方程以及融合算法,从而得到所述RSSI/TOF融合模型。
可选的,利用RSSI/TOF融合模型对所述第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,包括:
利用所述TOF距离拟合方程,确定所述第一距离对应的第一拟合值;
基于所述定位装置的信号强度,利用RSSI距离拟合方程确定与所述信号强度对应的第二拟合值;
将所述第一拟合值和所述第二拟合值进行融合,以得到距离补偿后的所述第二距离。
可选的,分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离之后,所述方法还包括:
依次判断所述待定位标签与各个所述定位装置之间的所述第一距离是否大于距离阈值;
若所述待定位标签与所述定位装置之间的所述第一距离大于所述第一距离阈值时,选择与所述待定位标签之间的距离小于等于第二距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以所述临时定位装置与所述待定位标签之间的距离替换所述第一距离。
可选的,分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离之后,所述方法还包括:
依次判断所述待定位标签接收到各个所述定位装置的信号强度是否小于强度阈值;
若所述待定位标签接收到所述定位装置的信号强度小于所述强度阈值时,选择与所述待定位标签之间的距离小于等于第三距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以所述临时定位装置与所述待定位标签之间的距离替换所述第一距离。
可选的,所述定位方法还包括:
所述待定位标签以任意发射信道向所述定位装置发送初始定位信号;
接收所述定位装置发送的反馈信息,所述反馈信息包括所述待定位标签的时槽和所述定位装置接收到的其他标签的时槽;
基于其他标签的时槽和所述待定位标签自身的时槽,确定所述待定位标签后续发送定位请求的时序。
可选的,通过以下步骤获取所述待定位标签与所述临时定位装置之间的距离:
基于确定出的所述待定位标签发送定位请求的时序,以固定信道向所述临时定位装置发送定位请求;
接收所述临时定位装置发送的响应信息,所述响应信息包括所述临时定位装置的接收时间戳和发送时间戳;
基于所述临时定位装置的接收时间戳、发送时间戳和所述待定位标签的发送时间戳和接收时间戳,计算所述待定位标签与所述临时定位装置之间的距离。
本发明的第二个方面,提供了一种定位装置,其包括:
距离获取模块,其用于分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离;
模型构建模块,其用于基于每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型;
距离补偿模块,其用于利用RSSI/TOF融合模型对所述第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离;
位置确定模块,其用于基于所述第二距离和所述定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定所述待定位标签的位置坐标。
本发明的第三个方面,提供了一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时能够实现如上任意一项所述的定位方法。
本发明的第四个方面,提供了一种电子设备,其包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时能够实现如上任意一项所述的定位方法。
与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:
应用本发明的定位方法、装置、存储介质以及电子设备,通过分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离,基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型,利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。该方法通过对第一距离进行补偿,可以有效消除误差,从而能够有效提高定位性能和精度。
附图说明
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是:
图1示出了本发明提供的多标签定位系统简图;
图2示出了本发明实施例提供的一种定位方法的流程示意图;
图3示出了本发明提供的TOF测距简图;
图4示出了本发明另一实施例提供的一种定位方法的流程示意图;
图5示出了本发明另一实施例提供的一种定位方法的流程示意图;
图6示出了本发明另一实施例提供的一种定位方法的流程示意图;
图7示出了本发明实施例提供的一种定位装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
目前短距离高精度无线定位的最优选择是基于超宽带的无线通信定位技术,超宽带(Ultra Wide Band,UWB)无线通信技术因其超高的时间分辨能力、超强的抗多径能力、超优的穿墙性能,具有相比于蓝牙、Wifi等传统定位技术更高的精度,通常蓝牙、Wifi等传统定位技术为米级精度,而UWB无线通信技术理论定位精度可达10cm。然而,现有的UWB定位系统里面,在面对多个移动标签共同定位的需求场景,由于多径效应与非视距误差(Non-Lineof Sight,NLOS)的影响,特别是通信间的相互串扰,容易导致定位系统性能下降,参见图1所示,图1示出了本发明提供的多标签定位系统简图。
有鉴于此,本发明提供了一种定位方法、装置、存储介质以及电子设备,通过分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离,基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型,利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。该方法通过对第一距离进行补偿,可以有效消除误差,从而能够有效提高定位性能和精度。
实施例一
参见图2所示,图2示出了本发明实施例提供的一种定位方法的流程示意图,其包括:
步骤S01:分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离。
步骤S02:基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型。
步骤S03:利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离。
步骤S04:基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。
需要说明的是,在本发明实施例中,不对步骤S01和步骤S02执行顺序进行限定,步骤S01和步骤S02可以同时执行,也可以先执行步骤S01再执行步骤S02或者先执行步骤S02再执行步骤S01。
步骤S01可以通过以下步骤实现:
步骤一:向多个定位装置发送定位请求。
步骤二:接收每个定位装置发送的响应信息,响应信息包括定位装置的响应时间戳、信号强度和位置坐标。
步骤三:基于响应时间戳,利用飞行时间测距法计算待定位标签与多个定位装置之间的第一距离。
在本发明实施例中,定位请求可以包括待定位标签的身份识别信息,在定位装置接收到该待定位标签的定位请求时,可以基于定位请求中的身份识别信息与该待定位标签配对,以建立通信连接,在本发明实施例中,定位装置可以为基站。
参见图3所示,图3示出了本发明提供的TOF测距简图。在步骤二中,定位装置响应于待定位标签发送的定位请求,向待定位标签发送响应信息,该响应信息中可以包括响应时间戳和信号强度,其中,响应时间戳可以包括定位装置接收到定位请求的接收时间戳和向待定位标签发送响应信息的发送时间戳,基于定位装置的接收时间戳和发送时间戳,可以计算出定位装置的延时时间Trelay。
在步骤三中,待定位标签基于定位装置发送的响应时间戳以及其自身的发送时间戳和接收时间戳,利用飞行时间测距法(TOF)计算待定位标签与定位装置之间的第一距离。具体的,待定位标签基于自身的发送时间戳和接收时间戳,计算出时间差Tround,通过待定位标签端记录的时间差Tround和定位装置的延时时间Trelay计算第一距离,其中,待定位标签与定位装置之间的第一距离rTOF,可以利用以下表达式计算:
在本发明实施例中,步骤S02可以具体为,在真实定位环境下,选定一个目标圆心,将距离目标圆心在0.5米至10米范围内的多个定位基站作为定位装置,通过以下步骤构建RSSI/TOF融合模型:
步骤一:等间距移动待定位标签,分别记录在每个位置处,待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度。
步骤二:基于在每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离,建立TOF距离拟合方程。
步骤三:基于在每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离和定位装置的信号强度,建立RSSI距离拟合方程。
步骤四:基于TOF距离拟合方程、RSSI距离拟合方程以及融合算法,从而得到RSSI/TOF融合模型。
具体的,可以每隔0.5m移动一次待定位标签,在每个位置处,测量待定位标签与定位基站之间的实际距离,并记录10s秒内测得多个TOF测量距离,通过获取10s内多个TOF测量距离的期望值,基于该期望值和实际距离建立TOF距离拟合方程,其中,该拟合方程可以为线性拟合方程。
另外,还可以测量在每个位置处接收到的定位装置的信号强度,即RSSI值。RSSI值与定位装置之间的距离可以用以下表达式表示:
式中,P(d)表示距离定位装置距离为d时接收端收到的信号强度,即RSSI值;P(d0)表示距离定位装置为d0时接收端接收到的信号强度;d0为参考距离,一般选择为1米;n表示路径损耗(Pass Loss)指数。利用该表达式,基于获取到的信号强度,可以得到待定位标签的另一测量距离。进一步基于信号强度得到的测量距离与真实距离建立RSSI距离拟合方程,作为一示例,RSSI距离拟合方程可以为二次最小二乘拟合关系。
最后,提供融合算法,以利用RSSI距离拟合方程得到的拟合值对利用TOF距离拟合方程得到的拟合值进行补偿。作为示例,融合算法可以选择Kalman融合算法,从而基于TOF距离拟合方程、RSSI距离拟合方程以及融合算法得到RSSI/TOF融合模型。
在步骤S03中,利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,可以包括以下步骤:
步骤一:利用TOF距离拟合方程,确定第一距离对应的第一拟合值。
步骤二:基于定位装置的信号强度,利用RSSI距离拟合方程确定与信号强度对应的第二拟合值;
步骤三:将第一拟合值和第二拟合值进行融合,以得到距离补偿后的第二距离。
具体的,将第一距离代入TOF距离拟合方程得到第一拟合值,将定位装置对应的信号强度代入RSSI距离拟合方程,得到第二拟合值;最后,利用Kalman融合算法将第一拟合值和第二拟合值进行融合,即利用RSSI距离补偿第一距离,以得到距离补偿后的第二距离,将该第二距离代入TDOA定位方程组,从而可以得到待定位标签的位置坐标。
在步骤S04中,由TDOA定位方程组确定待定位标签的位置坐标,该TDOA定位方程组可以表示为:
其中,(Xi,Yi)表示定位装置的位置坐标,其中,i为大于等于4的正整数,Ri,1代表待定位标签到第i个定位装置(Xi,Yi)和第1个定位装置(X1,Y1)之间的距离差,即Ri,1可以基于待定位标签到第i个定位装置(Xi,Yi)之间的第二距离和待定位标签到第1个定位装置(X1,Y1)之间的第二距离做差得到。最后通过使用加权最小二乘算法即可确定出待定位标签的位置坐标。
以上为本发明实施例提供的一种定位方法,通过分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离,基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型,利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。该方法通过对第一距离进行补偿,可以有效消除NLOS误差,从而能够有效提高定位性能和精度。
以上为本发明实施例提供的一种定位方法,此外,为了提高定位性能,还可以预先剔除置信度不高的定位信息,具体请参见实施例二和实施例三。
实施例二
参见图4所示,图4示出了本发明实施例提供的另一种定位方法的流程示意图,其包括:
步骤S11:分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离。
步骤S12:基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型。
步骤S13:依次判断待定位标签与各个定位装置之间的第一距离是否大于距离阈值。
步骤S14:若待定位标签与定位装置之间的第一距离大于第一距离阈值时,选择与待定位标签之间的距离小于等于第二距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以临时定位装置与待定位标签之间的距离替换第一距离。
步骤S15:利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离。
步骤S16:基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。
在本发明实施例中,第二距离阈值可以小于等于第一距离阈值。
为了避免定位装置与待定位标签之间的距离太远,因信号强度太弱引起定位结果置信度不高、定位性能差的问题,在本发明实施例中可以通过设置距离阈值,剔除掉置信度不高的定位装置。另外,通过选择与待定位标签之间的距离小于等于第二距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,从而可以有效提高获取到的第一距离的有效性,提高了定位的可靠性和精度。
另外,步骤S11和步骤S12可以采用和实施例一中的步骤S01和步骤S02相同的方式执行,步骤S15和步骤S16可以采用和实施例一中的步骤S03和步骤S04相同的方式执行。为了简要起见在此不再赘述,具体请参见上述实施例一中的描述。
以上为本发明实施例二提供的一种定位方法,该方法通过设置第一距离阈值,判断待定位标签与定位基站之间的第一距离大于距离阈值时,选择与待定位标签之间的距离小于等于第二距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以临时定位装置与待定位标签之间的距离替换第一距离,再利用替换后的距离确定待定位标签的位置坐标。该方法除了可以达到与本发明实施例一中相同的有益效果,还可以通过剔除置信度不高的第一距离,进一步有效提高定位的可靠性和精确度。
实施例三
参见图5所示,图5示出了本发明实施例提供的另一种定位方法流程示意图,其包括:
步骤S21:分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离。
步骤S22:基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型。
步骤S23:依次判断待定位标签接收到各个定位装置的信号强度是否小于强度阈值。
步骤S24:若待定位标签接收到定位装置的信号强度小于强度阈值时,选择与待定位标签之间的距离小于等于第三距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以临时定位装置与待定位标签之间的距离替换第一距离。
步骤S25:利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离。
步骤S26:基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。
其中,第三距离阈值可以根据定位的需要设定,以能够达到选择出和待定位标签通信质量较好的标签为目的。
为了避免信号强度太弱引起定位结果置信度不高、定位性能差的问题,在本发明实施例中以已知位置坐标的标签作为临时定位装置。现有技术中通常仅采用定位基站作为定位装置,本发明实施例中通过选择距离合适的已知位置坐标的标签取代信号强度较弱的定位基站作为临时定位装置,从而可以筛选出置信度较高的第一距离作为待补偿的第一距离,有效提高了定位的可靠性和精度。
另外,步骤S21和步骤S22可以采用和实施例一中的步骤S01和步骤S02相同的方式执行,步骤S25和步骤S26可以采用和实施例一中的步骤S03和步骤S04相同的方式执行。为了简要起见在此不再赘述,具体请参见上述实施例一中的描述。
以上为本发明实施例提供的一种定位方法,该方法中通过判断待定位标签接收到各个定位装置的信号强度是否小于强度阈值,在待定位标签接收到定位装置的信号强度小于强度阈值时,选择与待定位标签之间的距离小于等于第三距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以临时定位装置与待定位标签之间的距离替换第一距离,从而可以剔除掉置信度不高的第一距离,确定出置信度较高的第一距离作为待补偿的第一距离,该方法在可以达到本发明实施例一的有益效果的基础上可以进一步提高定位的精确度和可靠性。
实施例四
需要说明的是,该实施例可以基于上述实施例二或实施例三执行,在该实施例中,将以基于实施例三为例进行描述。
参见图6所示,图6示出了本发明实施例提供的另一种定位方法流程示意图,其包括:
步骤S31:待定位标签以任意发射信道向定位装置发送初始定位信号。
步骤S32:接收定位装置发送的反馈信息,反馈信息包括待定位标签的时槽和定位装置接收到的其他标签的时槽。
步骤S33:基于其他标签的时槽和待定位标签自身的时槽,确定待定位标签后续发送定位请求的时序。
步骤S34:基于确定出的待定位标签发送定位请求的时序,以固定信道向临时定位装置发送定位请求。
步骤S35:接收临时定位装置发送的响应信息,响应信息包括临时定位装置的接收时间戳和发送时间戳。
步骤S36:基于临时定位装置的接收时间戳、发送时间戳和待定位标签的发送时间戳和接收时间戳,计算待定位标签与临时定位装置之间的距离。
步骤S37:分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离。
步骤S38:基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型。
步骤S39:依次判断待定位标签接收到各个定位装置的信号强度是否小于强度阈值。
步骤S40:若待定位标签接收到定位装置的信号强度小于强度阈值时,选择与待定位标签之间的距离小于等于第三距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以临时定位装置与待定位标签之间的距离替换第一距离。
步骤S41:利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离。
步骤S42:基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。
在步骤S31中,当待定位标签为初次进入定位装置的工作区间时,以任意发射信道向定位基站发送初始定位信号,初始定位信号包括待定位标签的标识信息。定位装置基于该标识信息与自身存储的数据进行匹配,可以判断出该待定位标签是否为初次进入定位装置的工作区间。如果该待定位标签为初次进入定位装置的工作区间,则该定位装置记录当前待定位标签的标识信息并更新各个标签的时槽。
基于确定出的待定位标签发送定位请求的时序,待定位标签在自身的时槽内以固定信道向其余标签发送定位请求,需要说明的是,固定信道可以选择与待定位标签向多个定位装置发送定位请求时不同的信道,从而通过多通道分时发送定位请求,可以避免信道冲突,有效提高信号的稳定性。
在步骤S36中,基于临时定位装置的接收时间戳、发送时间戳和待定位标签的发送时间戳和接收时间戳,计算待定位标签与临时定位装置之间的距离,可以采用和实施例一中步骤S01中相同方式,利用飞行时间测距法计算待定位标签与临时定位装置之间的距离。
另外,步骤S37至步骤S42可以采用和实施例三中的步骤S21至步骤S26相同的方式执行。为了简要起见在此不再赘述,具体请参见上述实施例三中的描述。
以上为本发明实施例提供的一种定位方法,以任意发射信道向定位装置发送初始定位信号,接收定位装置发送的反馈信息,该反馈信息包括待定位标签的时槽和定位装置接收到的其他标签的时槽,基于其他标签的时槽和待定位标签自身的时槽,可以确定出待定位标签后续发送定位请求的时序。如此,在多标签协同定位时,待定位标签基于确定出的时序以固定信道向临时定位装置发送定位请求,该固定信道与待定位标签向定位装置发送定位请求时的信道不同,可以避免信道冲突,有效提高了信号的稳定性,此外该方法还可以达到与实施例三相同的有益效果,进而实现了对定位性能以及精确度的提高。
本发明的另一个方面,还提供了一种定位装置,参见图7所示,图7示出了本发明实施例提供的一种定位装置的结构示意图,其包括:
距离获取模块701,其用于分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离;
模型构建模块702,其用于基于每个位置处待定位标签与定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型;
距离补偿模块703,其用于利用RSSI/TOF融合模型对第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离;
位置确定模块704,其用于基于第二距离和定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定待定位标签的位置坐标。
本发明的另一个方面,还提供了一种存储介质,该存储介质中存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时能够实现如上实施例一至实施例四中任意一个实施例所述的定位方法。
本发明的另一个方面,还提供了一种电子设备,其包括处理器和存储器,该存储器中存储有计算机程序,处理器执行该存储器中存储的计算机程序时能够实现如上实施例一至实施例四中任意一个实施例所述的定位方法。
虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种定位方法,其特征在于,包括:
分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离;
基于每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型;
利用RSSI/TOF融合模型对所述第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离;
基于所述第二距离和所述定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定所述待定位标签的位置坐标,其中,利用飞行时间测距法计算所述待定位标签与多个所述定位装置之间的第一距离;
基于每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型,包括:
等间距移动所述待定位标签,分别记录在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度;
基于在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离,建立TOF距离拟合方程;
基于在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离和所述定位装置的信号强度,建立RSSI距离拟合方程;
基于所述TOF距离拟合方程、所述RSSI距离拟合方程以及融合算法,从而得到所述RSSI/TOF融合模型;利用RSSI/TOF融合模型对所述第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,包括:
利用所述TOF距离拟合方程,确定所述第一距离对应的第一拟合值;
基于所述定位装置的信号强度,利用RSSI距离拟合方程确定与所述信号强度对应的第二拟合值;
将所述第一拟合值和所述第二拟合值进行融合,以得到距离补偿后的所述第二距离。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离之后,所述方法还包括:
依次判断所述待定位标签与各个所述定位装置之间的所述第一距离是否大于第一 距离阈值;
若所述待定位标签与所述定位装置之间的所述第一距离大于所述第一距离阈值时,选择与所述待定位标签之间的距离小于等于第二距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以所述临时定位装置与所述待定位标签之间的距离替换所述第一距离。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离之后,所述方法还包括:
依次判断所述待定位标签接收到各个所述定位装置的信号强度是否小于强度阈值;
若所述待定位标签接收到所述定位装置的信号强度小于所述强度阈值时,选择与所述待定位标签之间的距离小于等于第三距离阈值的任意一个已知位置坐标的标签作为临时定位装置,并以所述临时定位装置与所述待定位标签之间的距离替换所述第一距离。
4.根据权利要求2或3所述方法,其特征在于,所述定位方法还包括:
所述待定位标签以任意发射信道向所述定位装置发送初始定位信号;
接收所述定位装置发送的反馈信息,所述反馈信息包括所述待定位标签的时槽和所述定位装置接收到的其他标签的时槽;
基于其他标签的时槽和所述待定位标签自身的时槽,确定所述待定位标签后续发送定位请求的时序。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,通过以下步骤获取所述待定位标签与所述临时定位装置之间的距离:
基于确定出的所述待定位标签发送定位请求的时序,以固定信道向所述临时定位装置发送定位请求;
接收所述临时定位装置发送的响应信息,所述响应信息包括所述临时定位装置的接收时间戳和发送时间戳;
基于所述临时定位装置的接收时间戳、发送时间戳和所述待定位标签的发送时间戳和接收时间戳,计算所述待定位标签与所述临时定位装置之间的距离。
6.一种定位装置,其特征在于,包括:
距离获取模块,其用于分别获取待定位标签与多个定位装置之间的第一距离,其中,利用飞行时间测距法计算所述待定位标签与多个所述定位装置之间的第一距离;
模型构建模块,其用于基于每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型;
距离补偿模块,其用于利用RSSI/TOF融合模型对所述第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离;
位置确定模块,其用于基于所述第二距离和所述定位装置的位置坐标,构建TDOA定位方程组,从而确定所述待定位标签的位置坐标,其中,基于每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度构建RSSI/TOF融合模型,包括:
等间距移动所述待定位标签,分别记录在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离以及所述定位装置的信号强度;
基于在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离、TOF测量距离,建立TOF距离拟合方程;
基于在每个位置处所述待定位标签与所述定位装置之间的实际距离和所述定位装置的信号强度,建立RSSI距离拟合方程;
基于所述TOF距离拟合方程、所述RSSI距离拟合方程以及融合算法,从而得到所述RSSI/TOF融合模型;
利用RSSI/TOF融合模型对所述第一距离进行距离补偿,以得到距离补偿后的第二距离,包括:
利用所述TOF距离拟合方程,确定所述第一距离对应的第一拟合值;
基于所述定位装置的信号强度,利用RSSI距离拟合方程确定与所述信号强度对应的第二拟合值;
将所述第一拟合值和所述第二拟合值进行融合,以得到距离补偿后的所述第二距离。
7.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时能够实现如权利要求1至5中任意一项所述的定位方法。
8.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时能够实现如权利要求1至5中任意一项所述的定位方法。
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