[发明专利]一种TDOA定位方法及系统

说明书

本发明提供一种TDOA定位方法及系统，包括：确定若干锚节点位置信息，并获取待定位标签节点；基于增强chan算法计算所述待定位标签节点和所述若干锚节点位置信息之间的到达时间差信息，得到第一待定位标签节点位置信息；基于局部空间搜索算法对所述第一待定位标签节点位置信息进行收敛处理，得到第二待定位标签节点位置信息；采用基于历史信息的迭代均衡算法计算所述第二待定位标签节点位置信息的概率分布，得到待定位标签节点目标位置信息。本发明通过采用融合了增强chan算法和局部空间搜索算法，以及基于历史信息的迭代均衡算法，在计算目标节点的位置信息时能同时保持高精确度和低计算开销，并增强了算法的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及无线通信定位技术领域，尤其涉及一种TDOA定位方法及系统。

背景技术

室内无线定位技术在过去十几年里得到了快速发展，涌现出了大量定位技术和方法，利用诸如WiFi，Bluetooth，RFID等无线信号进行目标的追踪定位。即便如此，定位技术的基本原理并没有很大的改变。到达时间差(Time Difference of Arrival，TDOA)是其中最重要的定位原理之一，其本质就是利用标签节点到锚节点的飞行时间差，从而利用多个锚节点协作来定出标签节点的位置。

传统工作通常采用两种算法来求解标签节点的位置。第一种是经典的双曲线求解交点算法，比如Chan算法，得到TDOA的结果表示，目标应当处于以两个锚节点为焦点，差值为定值的双曲线上，因此最直观的做法就是求解多个双曲线方程组。Chan算法是就是一种非递归双曲线方程组解法，它假定误差服从高斯分布，利用两次加权最小二乘法约束并优化方程组的解。Chan算法的优点就是计算开销小，并且在误差服从理想高斯分布的时候，精度高。第二种算法是空间搜索算法，需要搜索整个解空间，选择与测量结果最接近的结果对应的位置，这种算法通常遍历整个空间，结果准确，但是计算开销大。

因此，现有的算法均存在各自的缺陷，需要提出一种新的方法克服上述缺陷。

发明内容

本发明提供一种TDOA定位方法及系统，用以解决现有技术中存在的缺陷。

第一方面，本发明提供一种TDOA定位方法，包括：

确定若干锚节点位置信息，并获取待定位标签节点；

基于增强chan算法计算所述待定位标签节点和所述若干锚节点位置信息之间的到达时间差信息，得到第一待定位标签节点位置信息；

基于局部空间搜索算法对所述第一待定位标签节点位置信息进行收敛处理，得到第二待定位标签节点位置信息；

采用基于历史信息的迭代均衡算法计算所述第二待定位标签节点位置信息的概率分布，得到待定位标签节点目标位置信息。

在一个实施例中，所述确定若干锚节点位置信息，并获取待定位标签节点，具体包括：

确定所述若干锚节点位置p_ai(i＝1,2,3…N)，N为锚节点的个数；

获取所述待定位标签节点p₁。

在一个实施例中，所述基于增强chan算法计算所述待定位标签节点和所述若干锚节点位置信息之间的到达时间差信息，得到第一待定位标签节点位置信息，具体包括：

采用坐标平移变换消除所述待定位标签节点和所述若干锚节点位置信息的负值，并将所述若干锚节点位置信息构造为新的坐标原点；

基于chan算法计算消除负值后的所述待定位标签节点和所述若干锚节点位置信息，得到初始差值信息；

采用等价坐标反变换将所述初始差值信息进行处理，得到所述第一待定位标签节点位置信息。