CN114222366B

CN114222366B - 一种基于单基站的室内定位方法及装置

Info

Publication number: CN114222366B
Application number: CN202210028770.1A
Authority: CN
Inventors: 李蒙; 丁元昊; 吴玉崭; 黎元晟; 荆丽雯
Original assignee: Shenzhen Technology University
Current assignee: Shenzhen Technology University
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2042-01-11
Also published as: CN114222366A

Abstract

本发明实施例公开了一种基于单基站的室内定位方法及装置，其中该方法包括：当检测到目标移动终端出现在目标室内区域时，建立目标单基站与目标移动终端的通讯连接；获取当前目标移动终端首先要到达的目标位置所对应的目标坐标，并计算出目标移动终端与目标坐标之间的目标路线；每隔第一目标预设时长，计算出目标单基站与目标移动终端之间的各个目标距离，以及目标移动终端相对于目标单基站的各个目标方向；根据基站位置坐标、各个目标距离和各个目标方向，计算出目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标。本发明可通过单基站的方式，在一些特殊公共室内区域实现对目标移动终端的精准定位。

Description

一种基于单基站的室内定位方法及装置

技术领域

本发明涉及供应室内定位的技术领域，尤其涉及一种基于单基站的室内定位方法及装置。

背景技术

随着智能技术的不断更新和发展，室内定位所需要的要求和成本也越来越高，在诸如图书馆、医院和餐饮店等公共场所的需求也逐渐增大。例如最近爆发的新冠病毒，疫情期间各个医院都需要设置隔离区域。使用智能机器人可以实现送药、送餐和检测体温等功能，减少了医护人员和病人之间的接触，从而可以更好地减少病毒传播。除此之外，移动设备端的快速发展，使得各种传感芯片融入智能手机等设备中，在未来的室内定位中，移动终端设备也起到至关重要的作用。

定位精度的高低在很大程度上决定着室内定位的使用效果优劣，高精度的定位效果可以更好地实现定位任务。现在市场上的定位方式多种多样，以通讯为主的蓝牙定位、WiFi定位等等，以直接测距主的超声波定位和红外定位。蓝牙和WiFi定位同样作为通讯定位，但其通讯速率慢，导致其定位精度不够高，而且功耗大，而且需要多个基站来配合定位，各个基站之间需要各种计算相互配合，在实际应用中并不实用。而红外会受到光线的影响，导致定位出现较大的干扰误差。超声波无法避免遮挡，所以在人流量大的环境中无法发挥作用，以上问题亟待解决。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提出一种基于单基站的室内定位方法及装置，以解决现有技术的以下问题：在公共场所的室内对移动终端进行定位，往往需要设置多个基站来完成，各个基站之间需要各种计算相互配合，在实际应用中并不实用，并且导致定位成本较高。

本发明实施例的第一技术方案为：

一种基于单基站的室内定位方法，在目标室内区域设有坐标为基站位置坐标的单基站和多个已知坐标的目标位置，目标移动终端根据目标预设程序依次移动到达各个所述目标位置，其包括：

当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接；获取当前所述目标移动终端首先要到达的所述目标位置所对应的目标坐标，并计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线；每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的各个目标距离，以及所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标方向；根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标。

本发明实施例的第二技术方案为：

一种基于单基站的室内定位装置，在目标室内区域设有坐标为基站位置坐标的单基站和多个已知坐标的目标位置，目标移动终端根据目标预设程序依次移动到达各个所述目标位置，其包括：

通讯连接模块，用于当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接；第一计算模块，用于获取当前所述目标移动终端首先要到达的所述目标位置所对应的目标坐标，并计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线；第二计算模块，用于每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的各个目标距离，以及所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标方向；第三计算模块，用于根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标。

本发明实施例的第三技术方案为：

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

本发明实施例的第四技术方案为：

一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

采用本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明通过计算出目标移动终端与目标坐标之间的目标路线，并每隔第一目标预设时长，计算出目标单基站与目标移动终端之间的各个目标距离，以及目标移动终端相对于目标单基站的各个目标方向，最后根据基站位置坐标、各个目标距离和各个目标方向，计算出目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标，可以在保证室内定位精度足够的前提下，减少基站的个数，实现单个基站的定位，能减少公共场所室内定位的使用成本，在一些公共区域内可以快速搭建使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中基于单基站的室内定位方法一实施方式的实施流程图；

图2为一个实施例中基于单基站的室内定位装置一实施方式的框架结构图；

图3为一个实施例中计算机设备一实施方式的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，结合图1可以得到，本发明实施例的一种基于单基站的室内定位方法，其应用场景为：在目标室内区域设有坐标为基站位置坐标的单基站和多个已知坐标的目标位置，目标移动终端根据目标预设程序依次移动到达各个所述目标位置；其包括以下几个步骤：

步骤S101：当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接。

其中，目标单基站的位置可选设置于室内的特殊的走廊、玄廊和通道等位置，同时为了节约布置的成本，在通道的交叉点和走廊的拐角处布置目标单基站，这样可以利用单个基站同时定位两条或多条通道的目标位置，在视距范围内尽可能多地利用基站，减少成本。当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，所述目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接完成后，就可以通过所述目标单基站实时将所述目标移动终端的位置信息发送至目标远端。

步骤S102：获取当前所述目标移动终端首先要到达的所述目标位置所对应的目标坐标，并计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线。

其中，在所述目标室内区域内设有多个所述目标位置，所述目标移动终端实现到达一个所述目标位置进行交互，交互完成之后再到另一个所述目标位置进行交互。计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线，就是计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的最短路线。

步骤S103：每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的各个目标距离，以及所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标方向。

其中，每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的目标距离，整个过程就计算出了多个目标距离，计算出所述目标移动终端相对于所述目标单基站的目标方向，整个过程就计算出了多个目标方向。

步骤S104：根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标。

其中，因为所述目标单基站的坐标是已知的，只要再知道所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标距离和各个目标方向，就可以计算出所述目标移动终端在各个时间点的坐标位置。

在本实施例中，可选地，在计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线之后，还包括：

第一，在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长判断所述目标移动终端的移动路线是否偏离所述目标路线。

第二，若所述目标移动终端的移动路线偏离所述目标路线，则对所述所述目标移动终端的移动路线进行调整，使所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值小于预设偏差阈值。若所述目标移动终端的移动路线没有偏离所述目标路线，则按照所述目标移动终端的移动路线继续前行即可。

在本实施例中，可选地，所述在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长判断所述目标移动终端的移动路线是否偏离所述目标路线，包括：

第一，在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长通过所述目标移动终端自带的加速度计和角速度计来计算出所述目标移动终端的位移变化量和角度变化量。

其中，所述目标移动终端内融合了UWB(Ultra Wide Band，超宽带)模块和IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)模块，UWB技术是一种无线载波通信技术，是测量物体三轴姿态角及加速度的装置，IMU包括三轴陀螺仪及三轴加速度计。其中UWB模块用于实现测距功能，利用TWR(双向测距)方法获取所述目标移动终端与所述目标单基站之间的距离数据，IMU利用加速度计负责采集所述目标移动终端移动过程中的加速度，通过二次积分分别获取所述目标移动终端当前时刻的速度和位移，利用角加速度计获取所述目标移动终端当前时刻的角加速度，通过二次积分获取所述目标移动终端当前时刻的角速度和角度，进而用于所述目标移动终端运动过程中角度数据的采集和运行方向的矫正。

综合以上UWB模块和IMU模块采集的数据，使用卡尔曼滤波算法将获得UWB测距数据和IMU二次积分计算后的距离数据融合，得到最终的定位结果。该融合定位方法以UWB模块的单基站测距为基础，借助IMU的数据和卡尔曼滤波的融合算法，经实验测试可以有效地提高测距的精度和系统的鲁棒性，进而改善最终定位效果。本发明在单个基站的定位下，平均定位的误差在50cm左右。同时使用单基站定位的方式可以极大地减少定位成本，提高定位的灵活性。UWB模块已经逐步成熟并开始向手机端兼容，IMU传感器在大部分智能手机端已经具备。

其中，卡尔曼滤波算法有两个输入端，分别为预测值和实际值，迭代过程也与预测值和实际值相关，而最终融合的结果也会进入下次迭代更新过程。由于测算精度各有特点，UWB模块获得的测距值，其误差会随着距离拉长而逐渐变大。而IMU的测算值，其误差会因为积分而产生误差，这个误差应该遵循高斯分布。因此在融合过程中，我们选择不随时间变化的UWB模块的测距值作为卡尔曼滤波的实际值，同时选择IMU的测算值作为卡尔曼滤波的预测值。

其中，IMU的积分过程为：

首先是传感器读取到的观测值：

其中和/>为角加速度和加速度的传感器观测值，ω(t)和a(t)是实际的角加速度和实际的加速度，Bg(t)和Ba(t)为传感器零偏值，η_w(t)和η_a(t)为噪声，ωg(t)为重力加速度，R(t)为t时刻的角速度。

经过Δt时刻积分后：

角度：

速度：

位置：

在室内环境中，通讯定位容易受到外界的干扰，室内环境拥挤，会造成多径效应，室内人员走动频繁，会造成通讯遮挡的干扰。造成干扰会直接影响最后的定位精度，为了解决这一问题，我们提出了这种融合方法，UWB模块是通过通讯来完成测距的，而IMU则是依靠加速度的二次积分获取距离信息，因此不会收到诸如多径效应和人员走动等通讯干扰，即使在UWB受到外界强烈干扰的情况下，IMU的数据也能够综合最终结果，使最后的定位结果受到较小的波动干扰。在采样坐标点融合过程中，卡尔曼滤波可以将那些突变的奇点过滤，使整个定位过程变得更流畅。

卡尔曼滤波算法的引入：

以下公式中x′_i代表的是估计值，x_u则代表的是测量值，x_p表示的是当前状态得出的最优值，k表示为当前时刻。

系统状态观测方程：

x′_i(k)＝Ax_p(k-1)+Bu(k-1)；

P_k＝Cov(x_p(k))＝AP_k-1A^T；

z_k＝Hx_u。

状态更新方程：

x_p＝x′_i+K_k(z_k-Hx′_i)；

P_k＝(I-K_kHP_k)。

最终融合得到的当前时刻的结果是x_p(k)。其中P_k表示k时刻后验估计协方差；z_k表示k时刻的观测值；K_k表示卡尔曼增益。

第二，根据所述位移变化量和所述角度变化量，判断所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值是否大于所述预设偏差阈值。

其中，所述预设偏差阈值为经验阈值，当所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值小于所述预设偏差阈值时，所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的方向可认为是一致的，否则就要对所述目标移动终端的移动路线进行微调。

第三，若所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值大于所述预设偏差阈值，则判定所述目标移动终端的移动路线偏离所述目标路线。

在本实施例中，可选地，所述目标移动终端自带有超声波传感器，在计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线之后，还包括：

第一，在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第三预设时长通过所述目标移动终端自带的所述超声波传感器，判断所述目标移动终端的移动路线上是否有目标遮挡物体。

其中，在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，移动路线上随时会出现目标遮挡物体，因此需要对其进行识别和规避。

第二，若所述目标移动终端的移动路线上有目标遮挡物体，则调整所述目标移动终端的移动路线，使所述目标移动终端绕开所述目标遮挡物体。

第三，当所述目标移动终端绕开所述目标遮挡物体后，控制所述目标移动终端重新沿着所述目标路线移动。

在本实施例中，可选地，所述根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标，之后包括：

通过所述目标单基站，将各个时间点对应的各个所述目标终端位置坐标发送至目标远端。

在本实施例中，可选地，所述当检测到目标移动终端出现在目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接，包括：

当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，通过所述单基站对应的通讯单元、所述目标移动终端对应的目标标签节点和所述目标室内区域的无线通讯网络，建立所述目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接，其中所述无线通讯网络包括WIFI通信网络。

在本实施例中，可选地，所述计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线，包括：

第一，获取当前所述目标移动终端对应的终端坐标。

第二，根据所述终端坐标、所述目标坐标和勾股定理，计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标最短路线，并将所述目标最短路线作为所述目标路线。

在本实施例中，具体地，所述目标移动终端的定位过程如下：

步骤1：确定好所述目标移动终端定位的坐标系，因为本发明采用单基站定位，其定位场景的特殊性决定了所述目标移动终端的定位坐标是一维的，我们只需确定所述目标移动终端的X值或者Y值即可完成定位。

步骤2：读取各个传感器的数据。首先是UWB模块，通过TWR方式我们可以获取到较高精度的测距数据。其次是IMU模块，IMU模块由加速度计和角加速度计组成，可以测出所述目标移动终端当前时刻的加速度和角加速度，通过一次积分可以计算出所述目标移动终端的速度和角速度，通过二次积分可以计算出所述目标移动终端的位移变化量P(t+Δt)和角度变化量R_w(t+Δt)。

步骤3：整合传感器的数据，实现算法的融合。利用卡尔曼滤波算法，将获得的UWB测距数据和IMU计算数据代入滤波算法当中，我们可以获得更为精确的迭代数据。

步骤4:已知角度变化量来确认行进方向，默认方向为正方向。IMU计算的角度会随着时间的推移出现累计偏差，当R_w(t+Δt)角度出现细小偏差时，我们将调节左右车轮转速对其方向进行微调。

步骤5：整合最终数据进行采样，可以实现多个标签节点(即多个目标移动终端)共同完成定位工作，实时性较强，可以根据通讯标签节点的数量和通讯范围的不同设置不同的采样周期。

步骤6：最终的采样结果经过计算通过串口输出，我们选用了最普适的WiFi通讯方式，WiFi在室内基本都会布置，而且使用方便，通过TCP/UDP协议完成，同一套设备在不同场景下，也能很快搭建起定位功能。

本发明选用的传感器兼容于移动终端，可以在智能手机等移动终端中使用。相比较于传统的多基站定位，本发明提出的单基站定位系统更是极大减少了智能定位系统的定位成本，并且其定位精度可以符合定位过程中的最低需求。UWB模块与其余定位模块相比，具有更高的定位精度，十分适合范围小、精度需求高的室内定位。

请参阅图2，结合图2可以得到，本发明实施例的一种基于单基站的室内定位装置100，其应用场景为：在目标室内区域设有坐标为基站位置坐标的单基站和多个已知坐标的目标位置，目标移动终端根据目标预设程序依次移动到达各个所述目标位置；其包括：

通讯连接模块10，用于当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接。

第一计算模块20，用于获取当前所述目标移动终端首先要到达的所述目标位置所对应的目标坐标，并计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线。

第二计算模块30，用于每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的各个目标距离，以及所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标方向。

第三计算模块40，用于根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标。

图3示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图3所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述的基于单基站的室内定位方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行上述的基于单基站的室内定位方法。本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在另一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

在另一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本发明实施例通过计算出目标移动终端与目标坐标之间的目标路线，并每隔第一目标预设时长，计算出目标单基站与目标移动终端之间的各个目标距离，以及目标移动终端相对于目标单基站的各个目标方向，最后根据基站位置坐标、各个目标距离和各个目标方向，计算出目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标，可以在保证室内定位精度足够的前提下，减少基站的个数，实现单个基站的定位，能减少公共场所室内定位的使用成本，在一些公共区域内可以快速搭建使用。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种基于单基站的室内定位方法，其特征在于，在目标室内区域设有坐标为基站位置坐标的单基站和多个已知坐标的目标位置，目标移动终端根据目标预设程序依次移动到达各个所述目标位置，且所述目标移动终端内融合了UWB模块和IMU模块，所述UWB模块用于实现测距功能，所述IMU模块利用加速度计负责采集所述目标移动终端移动过程中的加速度，通过一次积分和二次积分分别获取所述目标移动终端当前时刻的速度和位移，利用角加速度计获取所述目标移动终端当前时刻的角加速度，通过一次积分和二次积分获取所述目标移动终端当前时刻的角速度和角度，其包括：

当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接；

获取当前所述目标移动终端首先要到达的所述目标位置所对应的目标坐标，并计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线；

每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的各个目标距离，以及所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标方向；

根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标；

其中，在计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线之后，还包括：

在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长判断所述目标移动终端的移动路线是否偏离所述目标路线；

若是，则对所述目标移动终端的移动路线进行调整，使所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值小于预设偏差阈值；

其中，所述在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长判断所述目标移动终端的移动路线是否偏离所述目标路线，包括：

在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长通过所述目标移动终端自带的加速度计和角速度计来计算出所述目标移动终端的位移变化量和角度变化量；

根据所述位移变化量和所述角度变化量，判断所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值是否大于所述预设偏差阈值；

若是，则判定所述目标移动终端的移动路线偏离所述目标路线；

其中，所述在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长通过所述目标移动终端自带的加速度计和角速度计来计算出所述目标移动终端的位移变化量和角度变化量，包括：

获取所述UWB模块和所述IMU模块采集的数据，使用卡尔曼滤波算法将获得的UWB测距数据和IMU二次积分计算后的距离数据融合，得到最终的定位结果；其中，所述IMU模块的二次积分过程包括：

(1)、

(2)、

(3)、

(4)、

(5)、

其中，和/>为角加速度和加速度的传感器观测值，ω(t)和a(t)是实际的角加速度和实际的加速度，Bg(t)和Ba(t)为传感器零偏值，η_w(t)和η_a(t)为噪声，ωg(t)为重力加速度，R(t)为t时刻的角速度，V(t)为t时刻的速度，P(t)为t时刻的位置，R_w(t+Δt)为角度变化量，P(t+Δt)为位移变化量，V(t+Δt)为速度变化量。

2.根据权利要求1所述的基于单基站的室内定位方法，其特征在于，所述目标移动终端自带有超声波传感器，在计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线之后，还包括：

在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第三预设时长通过所述目标移动终端自带的所述超声波传感器，判断所述目标移动终端的移动路线上是否有目标遮挡物体；

若是，则调整所述目标移动终端的移动路线，使所述目标移动终端绕开所述目标遮挡物体；

当所述目标移动终端绕开所述目标遮挡物体后，控制所述目标移动终端重新沿着所述目标路线移动。

3.根据权利要求1所述的基于单基站的室内定位方法，其特征在于，所述根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标，之后包括：

4.根据权利要求1所述的基于单基站的室内定位方法，其特征在于，所述当检测到目标移动终端出现在目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接，包括：

5.根据权利要求1所述的基于单基站的室内定位方法，其特征在于，所述计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线，包括：

获取当前所述目标移动终端对应的终端坐标；

根据所述终端坐标、所述目标坐标和勾股定理，计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标最短路线，并将所述目标最短路线作为所述目标路线。

6.一种基于单基站的室内定位装置，其特征在于，在目标室内区域设有坐标为基站位置坐标的单基站和多个已知坐标的目标位置，目标移动终端根据目标预设程序依次移动到达各个所述目标位置，且所述目标移动终端内融合了UWB模块和IMU模块，所述UWB模块用于实现测距功能，所述IMU模块利用加速度计负责采集所述目标移动终端移动过程中的加速度，通过一次积分和二次积分分别获取所述目标移动终端当前时刻的速度和位移，利用角加速度计获取所述目标移动终端当前时刻的角加速度，通过一次积分和二次积分获取所述目标移动终端当前时刻的角速度和角度，其包括：

通讯连接模块，用于当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接；

第一计算模块，用于获取当前所述目标移动终端首先要到达的所述目标位置所对应的目标坐标，并计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线；

第二计算模块，用于每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的各个目标距离，以及所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标方向；

第三计算模块，用于根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标；

(1)、

(2)、

(3)、

(4)、

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1～5任一项所述的基于单基站的室内定位方法。

8.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1～5任一项所述的基于单基站的室内定位方法。