[发明专利]基于惯导的UWB定位方法、装置及定位标签

说明书

本发明提供了一种基于惯导的UWB定位方法、装置及定位标签，涉及定位技术领域。通过为UWB定位标签配置惯性测量元件，可以测量出UWB定位标签运动过程中的运动方向和加速度，使得在解算UWB定位标签的真实位置信息时，不仅将根据UWB定位信号解算得到的UWB位置信息作为输入参数，还将惯性测量元件测量得到的运动方向和加速度数据作为输入参数，通过预设滤波算法可以解算得到UWB定位标签的真实位置信息。避免了单独采用UWB定位信号进行位置信息解算时，由于UWB定位信号受到干扰而使解算得到的位置信息出现误差的情况。本申请实施例中的定位方法解算精度更高，解算的得到的真实位置信息也更能真实的反应UWB定位标签的位置。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种基于惯导的UWB定位方法、装置及定位标签。

背景技术

UWB(Ultra Wideband，超宽带)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。利用UWB信号可以实现厘米级的定位，非常适合定位精度要求高的场所。但在一些金属结构较多的场所中，例如在某些工厂厂房内，由于金属结构较多，对UWB信号的干扰较大，经常出现多径效应，降低定位精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于惯导的UWB定位方法、装置及定位标签。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于惯导的UWB定位方法，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。

进一步地，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步骤包括：

建立卡尔曼滤波模型；

将所述相对运动方向、相对加速度及UWB位置信息作为所述卡尔曼滤波算法的输入参数；

将经过卡尔曼滤波后的位置信息作为所述真实位置信息。

进一步地，采用以下公式进行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：

X_k＝F_k*X_k-1+B_k*U_k

其中，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。

进一步地，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：