[发明专利]一种众目标实时定位装置和定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内信道环境下TOA(Time of arrival，时间到达)实时定位装置和定位方法。

背景技术

实时定位系统具有巨大的应用价值和市场潜力，通常用于为机场、工业园区等区域提供基于位置信息的服务，例如游客引导、物资监控、人员跟踪和限制区域入侵监测等服务。TOA(Time of arrival，时间到达)测距方法具有较高的测距精度，是目前众目标定位系统中常用的测距方法，基于TOA测距的实时定位系统是目前常用的实时定位系统。由于室内信道环境复杂，导致TOA定位系统的测距精度较差，严重影响系统的定位精度。在室内环境下实现目标的精确定位具有很大挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提出了一种众目标实时定位装置和定位方法，适用于室内信道环境下的TOA定位，其定位方法简单有效，具有高精度、系统开销小、实时性等特点。

为解决上述技术问题，本发明提出一种众目标实时定位方法，包括步骤：

配置监测节点在监测区域内的测距误差的范围，以及定位目标在该监测区域内的最大移动速度；

计算以定位目标在前一时刻的定位坐标为圆心，以该定位目标的最大移动速度与当前时刻与所述前一时刻的时间差之积为半径的圆，以该圆内区域作为该定位目标在当前时刻的定位坐标所属区域；

获取多个监测节点对该定位目标进行测距的结果，根据设置的监测节点在监测区域内的测距误差的范围，分别构建以该多个监测节点的位置坐标为圆心，以误差允许范围内该各监测节点的最大的测距距离为外圆周半径，以误差允许范围内该各监测节点的最小的测距距离为内圆周半径的环形区域；

判断在该定位目标在当前时刻的定位坐标所属区域内所述构建的环形区域彼此重叠部分最多的一区域，计算出该重叠部分最多的区域的质心坐标，并以该质心坐标作为定位目标在当前时刻的定位坐标。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述监测节点在监测区域内的测距误差的范围是通过大量测距实验得到的。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述定位目标在该监测区域内的最大移动速度是根据监测区域的环境、定位目标类型配置的。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

在获取多个监测节点对该定位目标进行测距的结果时，至少获取3个监测节点对该定位目标进行测距的结果。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

还包括步骤：设置属于所述构建的圆环内部的区域的坐标权值为1，不属于所述构建的圆环内部的区域的坐标权值为0；以及

在判断在所述定位目标当前坐标位置区域内所述构建的环形区域彼此重叠部分最多的一区域时，是通过判断重叠区域的坐标权值之和为最大的一区域来实现的。

为解决上述技术问题，本发明提出一种众目标实时定位装置，包括配置单元、接收单元和处理单元，其中：

所述配置单元，用以配置监测区域内的测距误差的范围、定位目标在监测区域内的最大移动速度，以及监测节点的位置坐标；

所述接收单元，用以从测距网络中获取多个监测节点对定位目标进行测距的结果，打上时间标志，然后将其发送给所述处理单元；

所述处理单元，用以在接收到所述打上了时间标志的该多个监测节点对定位目标进行测距的结果后，从所述配置单元获取配置监测区域内的测距误差的范围、定位目标在监测区域内的最大移动速度，以及监测节点的位置坐标，然后执行：

根据所述时间标志获取当前时刻，计算以该定位目标在前一时刻的定位坐标为圆心，以该定位目标的最大移动速度与当前时刻与所述前一时刻的时间差之积为半径的圆，以该圆内区域作为该定位目标在当前时刻的定位坐标所属区域；分别构建以该多个监测节点的位置坐标为圆心，以误差允许范围内该各监测节点的最大的测距距离为外圆周半径，以误差允许范围内该各监测节点的最小的测距距离为内圆周半径的环形区域；以及判断在该定位目标在当前时刻的定位坐标所属区域内所述构建的环形区域彼此重叠部分最多的一区域，计算出该重叠部分最多的区域的质心坐标，并以该质心坐标作为定位目标的定位坐标并保存。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：

所述配置单元配置的所述监测节点在监测区域内的测距误差的范围是通过大量测距实验得到的。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：

所述配置单元配置的所述定位目标在该监测区域内的最大移动速度是根据监测区域的环境、定位目标类型配置的。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：