[发明专利]基于惯导的UWB定位方法、装置及定位标签

权利要求书

1.一种基于惯导的UWB定位方法，其特征在于，应用于UWB定位标签，所述UWB定位标签用于接收UWB定位信号，所述UWB定位标签配置有陀螺仪，所述陀螺仪用于确定所述UWB定位标签的运动方向和运动的加速度；该UWB定位方法包括：

在所述UWB定位标签运动过程中，获取所述UWB定位标签的运动方向、加速度和运动角度；

根据接收到的UWB信号解算该UWB定位标签的UWB位置信息；

基于预设滤波算法，融合所述运动方向、加速度及UWB位置信息，计算所述UWB定位标签的真实位置信息。

2.根据权利要求1所述的基于惯导的UWB定位方法，其特征在于，基于预设算法，融合所述运动方向、加速度及UWB位置信息，计算所述UWB定位标签的真实位置信息的步骤包括：

建立卡尔曼滤波模型；

将所述运动方向、加速度及UWB位置信息作为所述卡尔曼滤波模型的输入参数；

将经过卡尔曼滤波后的位置信息作为所述真实位置信息。

3.根据权利要求2所述的基于惯导的UWB定位方法，其特征在于，采用以下公式进行融合所述运动方向、加速度及UWB位置信息，计算所述UWB定位标签的真实位置信息：

X_k＝F_k*X_k-1+B_k*U_k

其中，x为UWB定位标签的状态，p为所述UWB定位标签的位置，v为所述UWB定位标签的速度，Pk为k时刻的协方差矩阵，Xk为所述UWB定位标签在k时刻的状态，Xk-1为所述UWB定位标签在k-1时刻的状态，Fk为由Xk-1状态变换为Xk状态的预测矩阵，△t为k时刻和k-1时刻的时间差，a为k时刻UWB定位标签的加速度，Bk为控制矩阵，Uk为控制向量，Qk为协方差矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于惯导的UWB定位方法，其特征在于，该方法还包括：

建立与所述UWB定位标签对应的东北天坐标系；

获取所述UWB定位标签的运动方向、加速度和运动角度的步骤包括：

基于所述东北天坐标系，获所述UWB定位标签的相对运动方向、相对加速度和相对运动角度。

5.根据权利要求4所述的基于惯导的UWB定位方法，其特征在于，该方法还包括：

对所述东北天坐标系进行逆矩阵变换。

6.一种基于惯导的UWB定位装置，其特征在于，应用于UWB定位标签，所述UWB定位标签用于接收UWB定位信号，所述UWB定位标签配置有陀螺仪，所述陀螺仪用于确定所述UWB定位标签的运动方向和运动的加速度；该UWB定位装置包括：

惯导信息获取模块，用于在所述UWB定位标签运动过程中，获取所述UWB定位标签的运动方向、加速度和运动角度；

UWB位置解算模块，用于根据接收到的UWB信号解算该UWB定位标签的UWB位置信息；

真实位置解算模块，用于基于预设滤波算法，融合所述运动方向、加速度及UWB位置信息，计算所述UWB定位标签的真实位置信息。

7.根据权利要求6所述的基于惯导的UWB定位装置，其特征在于，所述真实位置解算模块基于预设算法，融合所述相对运动方向、相对加速度及UWB位置信息，计算所述UWB定位标签的真实位置信息的方法包括：

建立卡尔曼滤波模型；

将所述运动方向、加速度及UWB位置信息作为所述卡尔曼滤波模型的输入参数；

将经过卡尔曼滤波后的位置信息作为所述真实位置信息。