[发明专利]基于距离信息的无锚点定位方法

说明书

本发明公开了一种基于距离信息的无锚点定位方法，主要解决现有技术在无锚点定位中无法提供多目标相对位置信息、算法复杂度高、定位精度不高的问题。其实现方案为：1)测得各定位目标之间的距离信息；2)选定某个定位目标并计算其行走步长；3)行走后获取此次行走相对于地理正北方向的角度；4)选取包括第2)中选定定位目标在内的三个基准定位目标并确定其相对位置；5)确定基准定位目标的相位角，若此次无法确定，返回2)；6)重复利用定位算法确定其他定位目标的相对位置。本发明在无锚点的情况下，融合测距信息，能同时提供多目标的相对位置信息，降低了定位的复杂度，提高了定位精度，可用于室内和室外在无锚点情况下的相对位置确定。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种无锚点定位方法，可用于室内和室外在无锚点情况下的相对位置确定。

背景技术

现有的定位技术主要有蓝牙定位技术、红外线定位技术、地磁场定位技术、Wi-Fi定位技术、超宽带UWB定位技术和惯性传感器定位技术等，其中：

蓝牙定位技术，使用智能手机的蓝牙模块，需要在定位环境中部署蓝牙基站，其定位精度最高可以达到亚米级，但是这种定位方法成本高，在复杂的环境中，稳定性欠妥、受噪声干扰明显。

Wi-Fi定位技术，是利用访问接入点AP组成的WLAN网，可以完成复杂环境中的定位任务，它以节点的位置数据为依据和前提，其最高精度在1米至20米之间，由于AP通常的覆盖半径在百米以内，容易被其他信号影响，降低其定位精度，且定位功耗也较高。

红外线定位技术，是利用波长在微波和可见光之间的电磁波进行定位的技术。红外室内定位系统中的光谱中心波长范围固定，一般在830～950nm之间。其定位精度高，反应敏捷，价格低廉，但是作为室内定位它的缺点很明显，首先是光线直线传播特性，使其作用范围局限于视距范围内的定位；其次红外线光传播过程中衰减严重，这限制了其应用范围。另外其他光源产生的光线也会对红外线的正常传播产生影响。

地磁场定位技术，是利用室内地磁场不同的分布状态来实现室内定位。每一个室内环境都有自己独特的环境磁场，若磁场的信息足够丰富，在这样的环境磁场中移动，不同的运动路径就会得到不同的磁场观测结果，通过预先建立用于室内定位的地磁指纹库，通过地磁匹配算法解决定位问题。但这种方法对地磁场差异性要求较高，采集地磁场指纹库工作量大，在复杂的室内环境中定位精度不高。

基于惯性传感器的定位技术，主要分为两种：一种是传统惯性传感器定位方法，另一种是行人航迹推算方法。这两种方法均应用于智能手机，即利用智能手机携带的传感器设备，先采集运动数据，然后通过计算获取手机的位置信息。

超宽带UWB定位技术，不依赖传统通信所必须的载波信号，使用极窄的脉冲信号，其在无遮挡的室内环境下可以达到厘米级的定位精度。超宽带实现定位系统有很多优势：1)能耗低，超宽带使用的脉冲时间很短，故它的信号功率谱的密度非常低。2)对信道的衰落不敏感。3)抗干扰性能很强，同时它也不会对同一所处环境下的其他信号产生影响。4)穿透能力强，这使得它更加适用于室内环境。5)当发射机和接收机的时钟同步匹配时，定位精度很高，可将误差控制在10cm以内。但超宽带定位技术对硬件实现性能要求较高，从而导致硬件实现的成本较高。

此外，上述现有技术多是为单个定位目标提供绝对的位置信息且定位精度较差，而没有同时能为多个定位目标提供高精度相对位置信息的定位技术。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出一种基于距离信息的无锚点定位方法，旨在无锚点环境下，实现对多个定位目标的高精度相对定位。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

1)测得各定位目标之间的距离d；

2)利用加速度传感器获得某个定位目标的行走加速度，得到此定位目标的估计行走步长l；