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专利号: 2021116029565
申请人: 杭州海康威视数字技术股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于单基站的超宽带定位方法,其特征在于,应用于单基站定位系统中的计算单元,所述单基站定位系统包括一个定位基站和一个或多个第一标签,所述定位基站包括多个超宽带UWB天线,所述第一标签包括UWB模块和惯性测量单元IMU模块,所述IMU模块用于测量得到指纹以及所述第一标签的运动信息,所述UWB模块用于与基站通过UWB进行通信,所述定位基站用于通过所述多个UWB天线测量标签相对所述定位基站的距离和方位角,所述指纹用于表示预设信号的强度,所述预设信号的强度随空间的变化而变化,所述方法包括:获取所述定位基站测量得到的所述第一标签相对所述定位基站的第一距离和第一方位角、所述IMU模块测量得到的所述第一标签所处位置处的目标指纹以及所述第一标签的运动信息;

根据所述运动信息进行轨迹预测,得到所述第一标签的第一预测位置;

若根据所述第一距离和所述第一方位角确定出所述第一标签位于所述定位基站的非视距区域,按照预先建立的指纹与位置之间的对应关系,确定所述目标指纹对应的第二预测位置;

根据所述第一预测位置和所述第二预测位置,确定所述第一标签所处的融合定位位置。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

若根据所述距离和所述方位角确定出所述第一标签位于所述定位基站的视距区域,根据所述第一预测位置、所述第一距离和所述第一方位角,确定所述第一标签所处的融合定位位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

若所述融合定位位置的置信度大于预设置信度阈值,将所述目标指纹作为所述对应关系中所述融合定位位置对应的指纹。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对应关系通过以下方式建立:

获取所有基站测量得到的第二标签相对每个基站的第二距离和第二方位角,第二标签的IMU模块测量得到的所述第二标签所处位置处的待构建指纹,所述所有基站至少包括所述定位基站;

若根据所述第二距离和所述第二方位角确定出所述第二标签位于至少一个基站的视距区域内,根据目标基站测量得到的所述第二距离和所述第二方位角,确定所述第二标签所处的待构建位置,其中,所述第二标签位于所述目标基站的视距区域内;

将所述待构建指纹确定为所述待构建位置对应的指纹。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

若根据所述第二距离和所述第二方位角确定出所述第二标签位于所有基站的非视距区域,则增加至少一个新的辅助基站并返回执行所述获取所有基站测量得到的第二标签相对每个基站的第二距离和第二方位角的步骤,其中,所述辅助基站在建立完成所述对应关系后被撤销。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设信号包括:磁场信号和/或蓝牙信号。

7.一种基于单基站的超宽带定位装置,其特征在于,应用于单基站定位系统中的计算单元,所述单基站定位系统包括一个定位基站和一个或多个第一标签,所述定位基站包括多个超宽带UWB天线,所述第一标签包括UWB模块和惯性测量单元IMU模块,所述IMU模块用于测量得到指纹以及所述第一标签的运动信息,所述UWB模块用于与基站通过UWB进行通信,所述定位基站用于通过所述多个UWB天线测量标签相对所述定位基站的距离和方位角,所述指纹用于表示预设信号的强度,所述预设信号的强度随空间的变化而变化,所述装置包括:信息获取模块,用于获取所述定位基站测量得到的所述第一标签相对所述定位基站的第一距离和第一方位角、所述IMU模块测量得到的所述第一标签所处位置处的目标指纹以及所述第一标签的运动信息;

轨迹预测模块,用于根据所述运动信息进行轨迹预测,得到所述第一标签的第一预测位置;

指纹匹配模块,用于若根据所述第一距离和所述第一方位角确定出所述第一标签位于所述定位基站的非视距区域,按照预先建立的指纹与位置之间的对应关系,确定所述目标指纹对应的第二预测位置;

融合定位模块,用于根据所述第一预测位置和所述第二预测位置,确定所述第一标签所处的融合定位位置。

8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述融合定位模块,还用于若根据所述距离和所述方位角确定出所述第一标签位于所述定位基站的视距区域,根据所述第一预测位置、所述第一距离和所述第一方位角,确定所述第一标签所处的融合定位位置。

9.根据权利要求7或8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:

指纹更新模块,用于若所述融合定位位置的置信度大于预设置信度阈值,将所述目标指纹作为所述对应关系中所述融合定位位置对应的指纹。

10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括关系构建模块,用于预先通过以下方式建立对应关系:获取所有基站测量得到的第二标签相对每个基站的第二距离和第二方位角,第二标签的IMU模块测量得到的所述第二标签所处位置处的待构建指纹,所述所有基站至少包括所述定位基站;

若根据所述第二距离和所述第二方位角确定出所述第二标签位于至少一个基站的视距区域内,根据目标基站测量得到的所述第二距离和所述第二方位角,确定所述第二标签所处的待构建位置,其中,所述第二标签位于所述目标基站的视距区域内;

将所述待构建指纹确定为所述待构建位置对应的指纹。

11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述关系构建模块,还用于若根据所述第二距离和所述第二方位角确定出所述第二标签位于所有基站的非视距区域,则增加至少一个新的辅助基站并返回执行所述获取所有基站测量得到的第二标签相对每个基站的第二距离和第二方位角的步骤,其中,所述辅助基站在建立完成所述对应关系后被撤销。

12.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述预设信号包括:磁场信号和/或蓝牙信号。

13.一种计算单元,其特征在于,包括:

存储器,用于存放计算机程序;

处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现权利要求1‑6任一所述的方法步骤。

14.一种单基站定位系统,其特征在于,所述单基站定位系统包括一个定位基站、计算单元、一个或多个第一标签;

所述定位基站包括多个UWB天线,所述定位基站用于通过所述多个UWB天线测量标签相对所述定位基站的距离和方位角;

所述第一标签包括UWB模块和惯性测量单元IMU模块,所述IMU模块用于测量得到指纹以及所述第一标签的运动信息,所述UWB模块用于与基站通过UWB进行通信,所述指纹用于表示预设信号的强度,所述预设信号的强度随空间的变化而变化;

所述计算单元,用于获取所述定位基站测量得到的所述第一标签相对所述定位基站的第一距离和第一方位角、所述IMU模块测量得到的所述第一标签所处位置处的目标指纹以及所述第一标签的运动信息;并且根据所述运动信息进行轨迹预测,得到所述第一标签的第一预测位置;并且若根据所述距离和所述方位角确定出所述第一标签位于所述定位基站的非视距区域,按照预先建立的指纹与位置之间的对应关系,确定所述目标指纹对应的第二预测位置;并且根据所述第一预测位置和所述第二预测位置,确定所述第一标签所处的融合定位位置。

15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1‑6任一所述的方法步骤。