[发明专利]一种在UWB定位过程中提高定位精度的方法

说明书

本发明公开了一种在UWB定位过程中提高定位精度的方法，包括如下步骤：步骤1，通过自主定位算法得到用户相对于基站的位置坐标；步骤2，利用基站和用户之间的距离对用户坐标进行初步修正；步骤3，用户使用自身PDR更新自身坐标，并使用距离信息作初步修正；步骤4，利用基站和用户之间的距离及用户自身的PDR信息联合对步骤3的定位结果进行修正；步骤5，三个迭代参数有一个不满足或者精度到达期望之内即可跳出迭代循环。本发明所公开的方法，基于UWB无锚点定位的方法实现，结合用户与基站之间的距离信息和用户自身的PDR信息，综合考虑了定位过程中会对定位精度造成影响的所有因素，特别是由于PDR更新位置导致的定位误差，进一步提高最终定位精度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及该领域中的一种在基于UWB的无锚点定位过程中提高定位精度的方法。

背景技术

现阶段国内外常见的无线定位技术主要有Wi-Fi定位技术、蓝牙定位技术、ZigBee定位技术、RFID定位技术、UWB定位技术等。其中：

Wi-Fi定位可以实现在多障碍的室内环境下的大范围定位，而且方便组网，但是功耗更高，且信号的抗干扰能力差，会受到同频的干扰，导致定位精度很低。

蓝牙通过鉴别接收机接收到的蓝牙信号的强弱来计算距离从而定位，虽然功耗低，但是蓝牙信号的传输距离太近，而且抗干扰能力也比较弱，定位精度比较低。

ZigBee这种无线通信技术的特点是可靠性高、自组网、稳定性好而且成本低，但是通信距离短，速率低，精度也不高。

RFID是通过一组固定的接收机获得目标节点射频标签的特征信息，例如接收信号的强度，来确定标签位置，RFID定位的传输范围较蓝牙更大，且成本较低，但是理论传播模型的建立较为复杂，且不具备通信能力，无法做到精确的定位。

UWB定位技术作为近年来新兴的一种室内定位技术，与传统的无线通信技术有很大的不同，具有数据传输速率高、功耗低、安全性高、定位精度高等优点。

传统的室内定位算法主要有：基于RSSI的定位算法、基于AOA的定位算法、基于TOA的定位算法、基于TDOA的定位算法。其中：

基于RSSI的算法因受室内复杂环境的干扰，带来多径效应以及发射过程中的发射功率大幅度衰减，较难建模分析，RSSI的主要特点是可以利用室内原有的无弦收发器进行测距定位，不需要建立特定的定位基站，因此成本很低。

基于AOA的室内定位算法也是易受到多径效应和非视距误差的影响，而且所需的硬件设备相较于其他定位方法更为复杂，且需通过对收发器的天线阵列进行布设，对硬件体积的大小也有较高要求。

基于TOA的定位算法准确性在很大程度上取决于信号的带宽，可以通过增加信噪比或有效信号带宽，从而提高TOA的测量精度，由于UWB信号具有很大的带宽，这种特点使得UWB的信号可以使用TOA算法进行高度精确度的距离估计。

基于TDOA的定位算法是在TOA定位算法基础上的一种针对时钟不同步方面的改进，相较于TOA算法，它不是直接利用信号到达时间，而是利用多个基站接收信号的时间差来确定待定位目标位置，定位精度更高，但所需基站数量更多，实现复杂度更高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对上述现有室内定位技术精度低的问题，提出了一种在UWB无锚点定位过程中利用用户与基站之间的距离和用户自身的PDR信息联合修正待定位目标位置的方法，旨在进一步提高定位精度。

本发明采用如下技术方案：

一种在UWB定位过程中提高定位精度的方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

步骤1，通过自主定位算法得到用户相对于基站的位置坐标：