[发明专利]一种基于UWB、RFID、INS多源联合定位技术的定位系统及定位方法

摘要

本发明涉及一种基于UWB、RFID、INS多源联合定位技术的定位系统及定位方法，包括定位终端、UWB定位模块、RFID定位模块、INS定位模块；UWB定位模块向定位终端发送UWB信号，判断定位终端转发回来的UWB信号是否满足预设的定位要求，如果满足，则采用TDOA和AOA定位估计中的相关算法获取定位终端的位置；否则，则采用RFID定位技术和INS定位技术获取所述定位终端的位置。本发明为室内突发状况的救援活动提供了可靠地定位服务，节约了救援时间，提高了救援活动的成功率，在公共安全领域可以广泛应用。

主权项

1.一种基于UWB、RFID、INS多源联合定位技术的定位系统的定位方法，其特征在于，包括定位终端、UWB定位模块、RFID定位模块、INS定位模块；所述UWB定位模块向所述定位终端发送UWB信号，判断所述定位终端转发回来的UWB信号是否满足预设的定位要求，如果满足，则采用TDOA和AOA定位估计中的相关算法获取所述定位终端的位置；否则，则采用RFID定位技术和INS定位技术获取所述定位终端的位置；具体步骤包括：(1)每个移动参考基站向所述定位终端发射不同频率的UWB信号，即以UWB基带脉冲为基础的载波调制信号；(2)所述定位终端接收UWB信号，并将接收到的UWB信号发送至信息处理单元，与此同时，还通过所述UWB信号变频转发模块对UWB信号变频，变频后的UWB信号返回至对应频段的移动参考基站；(3)判断所述定位终端返回的变频后的UWB信号是否满足预设的定位要求，如果满足，进入步骤(4)，否则，进入步骤(5)；具体步骤包括：c、设定所述定位终端返回的变频后的UWB信号在t时刻的信号值为y(t)，计算以下参量：UWB信号能量Ey、UWB信号的最大幅值ymax、平均附加时延τMED、均方根时延τRMS、峭度k，计算公式分别如式(I)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)所示：式(Ⅲ)中，式(Ⅴ)中，T是指信号周期，d、计算得出不同标准环境下达到视距情况的UWB信号能量、UWB信号的最大幅值、平均附加时延、均方根时延、峭度的最小值为阈值，即：Ey′、ymax′、τMED′、τRMS′、k′，所述视距情况是指没有遮挡物、直接观测到的情况；如果步骤c计算得到的UWB信号能量Ey、UWB信号的最大幅值ymax、平均附加时延τMED、均方根时延τRMS、峭度k均分别大于其阈值Ey′、ymax′、τMED′、τRMS′、k′，则判定满足预设的定位要求，选用UWB信号的参考基站差分定位方案进行实时定位，否则，选用RFID技术进行定位；(4)所述移动参考基站从返回的步骤(3)所述的变频后的UWB信号中检测与发射的UWB信号的时间差，将检测到的时间差及所述的变频后的UWB信号发送到指挥控制中心，指挥控制中心采用TDOA和AOA定位估计中的相关算法来计算双程传播时延，对双程传播时延进行定标处理，得到所述定位终端的位置信息；(5)采用RFID定位技术和INS定位技术获取所述定位终端的位置。