[发明专利]一种基于单基站的室内定位方法及装置

权利要求书

1.一种基于单基站的室内定位方法，其特征在于，在目标室内区域设有坐标为基站位置坐标的单基站和多个已知坐标的目标位置，目标移动终端根据目标预设程序依次移动到达各个所述目标位置，且所述目标移动终端内融合了UWB模块和IMU模块，所述UWB模块用于实现测距功能，所述IMU模块利用加速度计负责采集所述目标移动终端移动过程中的加速度，通过一次积分和二次积分分别获取所述目标移动终端当前时刻的速度和位移，利用角加速度计获取所述目标移动终端当前时刻的角加速度，通过一次积分和二次积分获取所述目标移动终端当前时刻的角速度和角度，其包括：

当检测到所述目标移动终端出现在所述目标室内区域时，建立目标单基站与所述目标移动终端的通讯连接；

获取当前所述目标移动终端首先要到达的所述目标位置所对应的目标坐标，并计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线；

每隔第一目标预设时长，计算出所述目标单基站与所述目标移动终端之间的各个目标距离，以及所述目标移动终端相对于所述目标单基站的各个目标方向；

根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标；

其中，在计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线之后，还包括：

在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长判断所述目标移动终端的移动路线是否偏离所述目标路线；

若是，则对所述目标移动终端的移动路线进行调整，使所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值小于预设偏差阈值；

其中，所述在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长判断所述目标移动终端的移动路线是否偏离所述目标路线，包括：

在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长通过所述目标移动终端自带的加速度计和角速度计来计算出所述目标移动终端的位移变化量和角度变化量；

根据所述位移变化量和所述角度变化量，判断所述目标移动终端的移动路线与所述目标路线的偏差值是否大于所述预设偏差阈值；

若是，则判定所述目标移动终端的移动路线偏离所述目标路线；

其中，所述在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第二预设时长通过所述目标移动终端自带的加速度计和角速度计来计算出所述目标移动终端的位移变化量和角度变化量，包括：

获取所述UWB模块和所述IMU模块采集的数据，使用卡尔曼滤波算法将获得的UWB测距数据和IMU二次积分计算后的距离数据融合，得到最终的定位结果；其中，所述IMU模块的二次积分过程包括：

(1)、

(2)、

(3)、

(4)、

(5)、

其中，和为角加速度和加速度的传感器观测值，ω(t)和a(t)是实际的角加速度和实际的加速度，Bg(t)和Ba(t)为传感器零偏值，η_w(t)和η_a(t)为噪声，ωg(t)为重力加速度，R(t)为t时刻的角速度，V(t)为t时刻的速度，P(t)为t时刻的位置，R_w(t+Δt)为角度变化量，P(t+Δt)为位移变化量，V(t+Δt)为速度变化量。

2.根据权利要求1所述的基于单基站的室内定位方法，其特征在于，所述目标移动终端自带有超声波传感器，在计算出所述目标移动终端与所述目标坐标之间的目标路线之后，还包括：

在所述目标移动终端沿着所述目标坐标移动的过程中，每隔第三预设时长通过所述目标移动终端自带的所述超声波传感器，判断所述目标移动终端的移动路线上是否有目标遮挡物体；

若是，则调整所述目标移动终端的移动路线，使所述目标移动终端绕开所述目标遮挡物体；

当所述目标移动终端绕开所述目标遮挡物体后，控制所述目标移动终端重新沿着所述目标路线移动。

3.根据权利要求1所述的基于单基站的室内定位方法，其特征在于，所述根据所述基站位置坐标、各个所述目标距离和各个所述目标方向，计算出所述目标移动终端在各个时间点对应的目标终端位置坐标，之后包括：

通过所述目标单基站，将各个时间点对应的各个所述目标终端位置坐标发送至目标远端。