[发明专利]基于非视距环境评价的室内UWB定位优化建站方法

权利要求书

1.基于非视距环境评价的室内UWB定位优化建站方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)人为约束，输入场景大小，并根据地图信息和定位需求为各个基站划分范围；

(2)区域内随机生成基站坐标；

(3)计算当前基站对应的非视距性能；

步骤(3)所述计算当前基站对应的非视距性能，采用多基站非视距面积融合权值来评价非视距性能，其步骤包括：

(3.1)将场景按网格划分，网格大小为15cm*15cm，共M*N个网格；

(3.2)计算当前基站对应的非视距面积，和其他已部署基站的公共非视距面积；

(3.3)将各个非视距面积分别乘以权重系数后相加，得到当前基站的非视距性能；

(4)判断其是否达到最优，若否，继续搜索更新、基站坐标返回步骤(2)：若是，则输出当前区域的优化基站坐标，转到步骤(5)；

步骤(4)所述判断其是否达到最优，采用某种智能算法，更新坐标点，使得非视距性能评价指标达到最优，输出最优坐标，即arg min{Z_i}；

(5)下一个基站重复步骤(2)(3)(4)，直到所有基站都完成解算，完成优化建站。

2.根据权利要求1所述的基于非视距环境评价的室内UWB定位优化建站方法，其特征在于：步骤(3.2)计算当前基站对应的非视距面积，非视距面积即指的在障碍物背面，因为遮挡出现信号场强较弱的半盲区，采用射线跟踪法，以基站为发射点发射一根射线，然后绕基站位置进行旋转，计算射线未扫过的面积，即为非视距面积，计算公式为：

S_k＝S₀*m_k

其中S_k为第k个基站的非视距面积(k＝1,2,3,…)，S₀为网格面积，是常数，m_k是当前基站对应的非视距网格数。

3.根据权利要求2所述的基于非视距环境评价的室内UWB定位优化建站方法，其特征在于：步骤(3.2)所述当前基站对应的非视距网格数，非视距网格数计算方法为：

其中p(i.j)为第i行j列网格的非视距评价指标，取值遵循如下公式：

4.根据权利要求3所述的基于非视距环境评价的室内UWB定位优化建站方法，其特征在于：步骤(3.2)计算和其他已部署基站的公共非视距面积，以k号基站和l号基站对应的公共非视距面积为例，计算公式为：

S_(k,l)＝S₀*m_(k,l)

其中S_(k,l)为第k个基站和第l个基站的公共非视距面积，S₀为网格面积，是常数，m_(k,l)是k号基站和l号基站对应的公共非视距网格数。

5.根据权利要求3所述的基于非视距环境评价的室内UWB定位优化建站方法，其特征在于：步骤(3.2)所述k号基站和l号基站对应的公共非视距网格数，非视距网格数计算方法为：

其中p_(k,l)(i,j)为第i行j列网格的k号基站和l号基站对应的公共非视距评价指标，取值遵循如下公式：

6.根据权利要求3所述的基于非视距环境评价的室内UWB定位优化建站方法，其特征在于：步骤(3.3)将各个非视距面积分别乘以权重系数后相加，得到当前基站的非视距性能，是采用权值原理将多目标优化问题转换为单目标优化问题，优化目标公式如下：

其中Zi是I号基站非视距性能评价指标，我们认为Zi值越小时当前I号基站的坐标位置对应的非视距性能越好，其中权值a、b、c、....、g、....都为常数，根据实际地图信息进行取值。