[发明专利]一种隧道内定位方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种隧道内定位方法，其特征在于，包括：

根据在预设隧道范围内布置的远距离无线电设备的位置，确定所述远距离无线电设备的远距离无线电信号菲涅尔区覆盖的待定位区域；所述远距离无线电设备包括远距离无线电信号发射设备和远距离无线电信号接收设备；

在所述远距离无线电设备与所述待定位区域内的运动载体进行远距离无线电信号收发的过程中，根据所述远距离无线电设备的当前远距离无线电信号菲涅尔区的信道状态信息确定所述运动载体的初始位置；

通过深度学习模型优化卡尔曼滤波器的初始化参数，并利用优化后的所述卡尔曼滤波器，基于所述远距离无线电设备确定的第一位置信息和所述运动载体的捷联惯性导航系统确定的第二位置信息进行卡尔曼最优估计，以得到所述运动载体的定位信息；所述第一位置信息是基于所述初始位置确定的；

其中，在所述远距离无线电设备与所述待定位区域内的运动载体进行远距离无线电信号收发之后，还包括：

根据所述运动载体接收所述无线电信号发射设备的发射信号的第一信号接收时间和所述无线电信号接收设备接收所述运动载体返回信号的第二信号接收时间进行时间同步，以基于时间同步结果利用微控制单元确定所述运动载体在隧道内的深度位置信息；

相应的，所述根据所述远距离无线电设备的当前远距离无线电信号菲涅尔区的信道状态信息确定所述运动载体的初始位置包括：

基于所述深度位置信息建立搜索空间，将所述搜索空间内与当前远距离无线电信号菲涅尔区对应的信道状态信息与预设信息库进行匹配，以确定所述待定位区域内运动载体的目标信道状态信息；

根据所述目标信道状态信息确定所述运动载体在隧道内的横向位置信息，并基于所述深度位置信息和所述横向位置信息确定所述运动载体的初始位置。

2.根据权利要求1所述的隧道内定位方法，其特征在于，所述根据所述远距离无线电设备的当前远距离无线电信号菲涅尔区的信道状态信息确定所述运动载体的初始位置，还包括：

利用所述待定位区域内运动载体与远距离无线电信号发射设备和远距离无线电信号接收设备分别进行通信；

利用所述远距离无线电设备的定向天线确定通信时的信号角度，并根据所述信号角度以及所述远距离无线电设备的当前远距离无线电信号菲涅尔区的信道状态信息确定所述运动载体的初始位置。

3.根据权利要求1所述的隧道内定位方法，其特征在于，所述利用优化后的所述卡尔曼滤波器，基于所述远距离无线电设备确定的第一位置信息和所述运动载体的捷联惯性导航系统确定的第二位置信息进行卡尔曼最优估计，以得到所述运动载体的定位信息，包括：

基于远距离无线电系统和捷联惯性导航系统根据机器学习以及优化后的所述卡尔曼滤波器建立隧道定位系统模型；

利用所述隧道定位系统模型以及对应的观测方程与误差方程，并基于所述远距离无线电设备确定的第一位置信息以及所述运动载体的捷联惯性导航系统确定的第二位置信息进行相应的卡尔曼最优估计。

4.根据权利要求1至3任一项所述的隧道内定位方法，其特征在于，还包括：

若所述远距离无线电设备的远距离无线电信号接收失败，则在所述远距离无线电信号接收失败后通过预训练的TinyML模型进行预设时间段的推理，以便基于推理结果控制所述捷联惯性导航系统的位置误差。