[发明专利]一种基于测距的室内定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于测距的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：通过无线测距获取锚节点与目标节点的距离信息；

步骤b：根据所述锚节点与目标节点的距离信息构建初始受限区域；

步骤c：对所述初始受限区域进行偏差消除，形成新的受限区域；

步骤d：通过卡尔曼滤波对所述新的受限区域进行定位，获得所述目标节点的位置估计；

在所述步骤c中，对所述初始受限区域进行偏差消除具体为：采用线性卡尔曼滤波进行偏差消除，所述偏差消除具体包括：

步骤c1：将初始受限区域的中心点作为观测值其中，表示所述初始受限区域的中心点坐标；

步骤c2：将上一时刻目标节点所在位置的向量记为当前时刻的预测值为预测协方差矩阵P_t|t-1为上一时刻的协方差矩阵P_t-1加当前时刻的协方差矩阵Q_t；

步骤c3：以预测协方差矩阵计算线性卡尔曼增益为：其中，R_t表示中心点y_t的可能计算误差的协方差，线性卡尔曼滤波结果为：

步骤c4：根据线性卡尔曼滤波结果得到后验概率矩阵：

P_t|t＝(I-K_t)P_t|t-1

在上述公式中，I为单位矩阵；将所述初始受限区域平移至以为中心的矩形区域，形成新的受限区域；

在所述步骤d中，通过卡尔曼滤波对所述新的受限区域进行定位具体为：

步骤d1：设定一个可调参数κ，以为中心，生成2n+1个状态样本；

步骤d2：调节所述可调参数κ，使所有状态样本都在新的受限区域中；

步骤d3：为每个状态样本赋予权重，更新所述状态样本相关参数：

步骤d4：相关参数更新完成后，所述目标节点最终的定位为：

其中，K_ut表示无迹卡尔曼滤波的增益，z_t表示测距信息构成的距离向量，表示距离向量的期望值。

2.根据权利要求1所述的基于测距的室内定位方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述初始受限区域为目标节点可能存在的范围；所述初始受限区域通过min-max算法进行构建：通过无线测距获得每个锚节点与目标节点的距离分别以每个锚节点为中心、以为半径构建一个正方形区域，设有m个锚节点，则产生m个正方形区域，所述m个正方形区域的叠加即为初始受限区域。

3.根据权利要求2所述的基于测距的室内定位方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述初始受限区域四个边的边界值为：

所述初始受限区域的中心点坐标为：