[发明专利]用于构建多墙体遮挡下超宽带测距误差模型的方法及系统

权利要求书

1.用于构建多墙体遮挡下超宽带测距误差模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：分别构建两个UWB节点之间电磁波在X和Y方向上的几何关系等式；所述S1具体为：

构建电磁波在X方向上的几何关系等式为：

(d_AB+d_BC)sinα+wtanβ＝|x₁-x₂| (1)

构建电磁波在Y方向上的几何关系等式为：

(d_AB+d_BC)cosα+w＝|y₁-y₂| (2)

式中，(x₁，y₁)和(x₂，y₂)分别为墙体两侧UWB节点的坐标，分别记为A点和D点；W为墙体厚度，B为电磁波在墙体上的入射点，C为电磁波在墙体上的出射点，d_AB为AB点间的距离，d_BC为BC点间的距离，入射角记为α，折射角记为β；

S2：根据斯涅尔定律，并结合S1中的所述X和Y方向上的几何关系等式，建立多变量非线性方程组，具体为：

根据菲涅尔公式，入射角α和折射角β之间的关系表示为：

式中，ε_r为墙体相对介电常数，μ_r为墙体相对磁导率；其中μ_r等于1；

设m＝d_AB+d_BC，并结合式(1)和式(2)建立多变量非线性方程组为：

式中，m，α和β是三个待求解变量，f₃是斯涅尔定律，ε_r是墙体的相对介电常数；

S3：根据梯度下降法和牛顿迭代法求解S2中的所述多变量非线性方程，得出两个UWB节点之间的测距误差值，具体为：

根据列文伯格马夸尔特算法，解出多变量非线性方程组的雅可比行列式为：

迭代算子为：Δ＝-(J^TJ+λI)^-1J^TF，式中λ是更新参数，I是单位矩阵；

初始值为：和式中，m₀为m的初始值，α₀为α的初始值，β₀为β的初始值；

得出两个UWB节点之间的测距误差值为：

式中，e为测距误差值，为AD节点之间使用超宽带测距的测量值，d_AB为AB节点之间的真实距离，d_AD为测距修正值；

S4：根据两个UWB节点间的测量值，结合S3中的所述测距误差值，得出两个UWB节点之间的测距修正值。

2.根据权利要求1所述的用于构建多墙体遮挡下超宽带测距误差模型的方法，其特征在于：所述S4具体为：

根据修正公式：

得出AD两个UWB节点之间的测距修正值。

3.基于权利要求1～2任意一项所述的用于构建多墙体遮挡下超宽带测距误差模型的方法的系统，其特征在于：包括服务器和处理器；所述服务器用于数据的存储并为所述处理器提供相应的连接接口；所述处理器用于：

分别构建两个UWB节点之间电磁波在X和Y方向上的几何关系等式；

根据斯涅尔定律，并结合S1中的所述X和Y方向上的几何关系等式，建立多变量非线性方程组；

根据梯度下降法和牛顿迭代法求解S2中的所述多变量非线性方程，得出两个UWB节点之间的测距误差值；

根据两个UWB节点间的测量值，结合S3中的所述测距误差值，得出两个UWB节点之间的测距修正值。