室内定位方法、系统、装置、存储介质、计算机程序产品制造方法及图纸

本发明专利技术属于测定目标位置数据技术领域，公开了一种室内定位方法、系统、装置、存储介质、计算机程序产品，利用多个基站和多个终端，通过多个基站与室内多个终端之间测距、采用空间直角坐标系计算得到多个室内终端与多个固定基站的距离，定位多个终端与多个基站的距离，多个基站与室内多个终端之间进行测向，采用极坐标系计算得到室内多个终端与多个基站的角度；通过计算室内终端在基站覆盖范围内的方位信息，得到位置信息；通过运用测距的方法和测向的方法得到的数值；通过运用室内的多个终端分别得到的距离和方位信息，相互校正得到每个室内终端精确的定位信息。本发明专利技术准确测定室内多个终端之间的距离，能够实现室内终端精确定位。

【技术实现步骤摘要】
室内定位方法、系统、装置、存储介质、计算机程序产品
本专利技术属于测定目标位置数据
，尤其涉及一种室内定位方法、系统、装置、存储介质、计算机程序产品。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：在室内场景，人们希望得到精确的室内位置，但由于信号的严重衰减和多径效应，得到准确的室内定位位置比较困难。为了解决室内定位，大多采用了基于无线信号发射设备的WiFi，蓝牙，RFID，UWB定位，基于惯性导航的(IMU，MEMS)的室内定位，基于图片(视频)的计算机视觉定位，基于地磁的定位等方法，但上述方法都存在缺陷。WiFi定位最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，则Wi-Fi定位就很容易存在误差(例如：定位楼层错误)。Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且易受到其他信号干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。总之，定位精度低，覆盖范围小，定位终端能耗高。蓝牙定位主要应用于小范围定位，对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。RFID不便于整合到移动设备之中，作用距离短，一般最长距离30～60米。UWB技术的定位精度在30CM左右，相比其他定位方法有很大提高，但其定位方法只采用TDOA一种，需要定位标签，频谱利用率较低、传输数据率低。综上所述，现有技术存在的问题是：目前的室内定位装置存在室内定位准确度差，测距精度低。解决上述技术问题的难度：本专利技术需要4个基站和3个及以上终端；与目前采用的方法，基站数量相对多1个及以上，对终端的处理器性能要求高一些、内存容量大一些。目前通常采用的方法测距精度不够，算法简单。本专利技术主要在基站侧服务器进行计算，计算量在基站侧，终端的处理器和内存也可以适当降低要求。解决上述技术问题的意义：提高现有定位方法的定位精度，经实测与现有定位精度最高的UWB定位方法比较，提高定位精度10％～20％。而且，目前室内定位产品以UWB技术为主，但是UWB存在技术成本高，依赖于专用频段，抗遮挡能力差，可靠性低，对时钟源依赖性强，适合测距，定位时计算精度不容易控制，无法消除多径误差，动态性能差等缺点，本专利技术融合测距和测向，多天线，OFDM多径估计，惯导模块运动补偿等技术，形成了一套定位可靠性高，适合动态定位，且技术成本低的室内高精度定位方案。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种室内定位方法、系统、装置、存储介质、计算机程序产品。本专利技术是这样实现的，一种室内定位方法，所述室内定位方法利用多个基站和多个终端，通过多个基站与室内多个终端之间测距、采用空间直角坐标系计算得到多个室内终端与多个固定基站的距离，定位多个终端与多个基站的距离，多个基站与室内多个终端之间进行测向，采用极坐标系计算得到室内多个终端与多个基站的角度；通过计算室内终端在基站覆盖范围内的方位信息，得到位置信息；通过运用测距的方法和测向的方法得到的数值，经综合运算得到室内各终端的定位信息；通过运用室内的多个终端分别得到的距离和方位信息，相互校正得到每个室内终端精确的定位信息。进一步，所述室内定位方法包括以下步骤：第一步，室内终端读取自身惯导模块信息，静止状态时间大于10分钟，室内终端进入低功耗模式；第二步，通过反复测量和校正，调整基站多个天线架设位置和波束成形的角度，得到稳定的天线增益；第三步，室内终端轮流向各基站发信息，读取基站坐标，并计算距各基站的距离；第四步，各基站逐一计算所有室内终端的方位，并发送至对应终端；第五步，室内各终端依据距离和方位信息，计算自身的位置坐标信息；第六步，室内各终端之间进行测距并互传各自的位置坐标信息，并互相校正；第七步，室内各终端读取各自的惯导模块信息，计算轨迹并进行预测；第八步，室内各终端通过自身坐标和轨迹信息，确定室内终端位置，实现精确定位。进一步，所述室内定位方法采用OFDM多载波调制和多天线发射和接收。进一步，所述室内定位方法多基站和多终端之间组成自组网系统，相互之间共享位置信息，用于坐标校正。进一步，所述室内定位方法采用多天线和波束成形相结合，在发射功率不变的条件下，多天线发射增益大于单天线发射增益。进一步，所述室内定位方法测距采用多天线技术，在基站测同时得到多个测距值，通过相互校正，得到所测终端的定位数据。进一步，所述室内定位方法测向采用多天线技术，消除相位模糊和解算误差，计算出测量方位数值。进一步，所述室内定位方法基站和基站之间，终端和终端之间，基站和终端之间，使用测距方法。进一步，所述室内定位方法通过基站的确定坐标，测距值，测向值组成的方程求解后，得到终端的坐标值。进一步，所述室内定位方法测距、测向信号的生成采用OFDM。进一步，所述室内定位方法的终端惯导模块自身计算的轨迹与终端测距、测向计算得到的轨迹相互校正，确定终端移动状态下的定位值。进一步，所述室内定位方法在惯导模块检测到终端处于静止状态时，进入睡眠模式。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述室内定位方法的室内定位系统，所述室内定位系统包括：耗能模式调整模块，用于读取惯导模块信息，若静止状态时间大于10分钟，进入低功耗模式；天线调整模块，用于调整天线架设位置和波束成形的角度，得到稳定的天线增益；测距模块，用于向各基站发信息，读取基站坐标，并计算距各基站的距离；测向模块，用于实现基站逐一计算所有室内终端的方位，并发送至对应终端；初步定位模块，用于依据距离和方位信息，计算自身的位置坐标信息；位置坐标校正模块，用于进行测距并互传各自的位置坐标信息，并互相校正；轨迹预测模块，用于读取各自的惯导模块信息，计算轨迹并进行预测；精确定位模块，用于通过自身坐标和轨迹信息，确定室内终端位置，实现精确定位。本专利技术的另一目的在于提供一种搭载所述室内定位系统的室内定位装置，所述室内定位装置包括：多个室内终端、多个接收和发送信息的基站；基站中每个基站都包含多个天线，室内终端中每个终端包含多个天线和惯导模块；惯导模块包含多轴加速度传感器，多轴磁传感器，多轴陀螺仪和数据处理单元；室内终端支持在不同基站内越区切换。进一步，多个基站均为物理基站，且多个基站在平面上不共线，并在不同位置。进一步，多个基站应至少包含3个基站及以上，3个基站初步定位，4个及以上精确定位。进一步，室内终端包含多个终端。本专利技术的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述的室内定位方法。本专利技术的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的室内定位方法。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术通过利用多个基站，室内多个终端，以及每个基站和每个终端都本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法利用多个基站和多个终端，通过多个基站与室内多个终端之间测距、采用空间直角坐标系计算得到多个室内终端与多个固定基站的距离，定位多个终端与多个基站的距离，多个基站与室内多个终端之间进行测向，采用极坐标系计算得到室内多个终端与多个基站的角度；通过计算室内终端在基站覆盖范围内的方位信息，得到位置信息；通过运用测距的方法和测向的方法得到的数值，经综合运算得到室内各终端的定位信息；通过运用室内的多个终端分别得到的距离和方位信息，相互校正得到每个室内终端精确的定位信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法利用多个基站和多个终端，通过多个基站与室内多个终端之间测距、采用空间直角坐标系计算得到多个室内终端与多个固定基站的距离，定位多个终端与多个基站的距离，多个基站与室内多个终端之间进行测向，采用极坐标系计算得到室内多个终端与多个基站的角度；通过计算室内终端在基站覆盖范围内的方位信息，得到位置信息；通过运用测距的方法和测向的方法得到的数值，经综合运算得到室内各终端的定位信息；通过运用室内的多个终端分别得到的距离和方位信息，相互校正得到每个室内终端精确的定位信息。


2.如权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法包括以下步骤：
第一步，室内终端读取自身惯导模块信息，静止状态时间大于10分钟，室内终端进入低功耗模式；
第二步，通过反复测量和校正，调整基站多个天线架设位置和波束成形的角度，得到稳定的天线增益；
第三步，室内终端轮流向各基站发信息，读取基站坐标，并计算距各基站的距离；
第四步，各基站逐一计算所有室内终端的方位，并发送至对应终端；
第五步，室内各终端依据距离和方位信息，计算自身的位置坐标信息；
第六步，室内各终端之间进行测距并互传各自的位置坐标信息，并互相校正；
第七步，室内各终端读取各自的惯导模块信息，计算轨迹并进行预测；
第八步，室内各终端通过自身坐标和轨迹信息，确定室内终端位置，实现精确定位。


3.如权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法采用OFDM多载波调制和多天线发射和接收。


4.如权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法多基站和多终端之间组成自组网系统，相互之间共享位置信息，用于坐标校正。


5.如权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法采用多天线和波束成形相结合，在发射功率不变的条件下，多天线发射增益大于单天线发射增益。


6.如权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法测距采用多天线技术，在基站测同时得到多个测距值，通过相互校正，得到所测终端的定位数据；
所述室内定位方法测向采用多天线技术；
所述室内定位方法基站和基站之间，终...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雯琦，
申请(专利权)人：吴雯琦，
类型：发明
国别省市：福建;35