[发明专利]一种室内高精度三维无线定位方法

权利要求书

1.一种室内高精度三维无线定位方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

（1）首先运用往返到达时间RTTOA进行两两基站间的通信来测定基站间信号的飞行时间并传输至服务器，来确定基站间的距离，以便于确定N个基站的精准坐标，以其中一个基站为坐标原点，在服务器的定位服务系统上构建标签定位所需的坐标系；

（2）再运用往返到达时间RTTOA进行双向飞行时间的测量，将标签和基站的时间信号传输至服务器，并计算出标签到基站的平均飞行时间；

（3）在服务器上计算出信号从标签到各基站的传输时长为t_n=（T_n-T_N）/2，则标签到基站的距离为信号的传输时长t_n和信号的传播速度V_C的乘积；即D=t_n*V_C，其中，T_N是基站处理信号的时长，T_n为第N个基站广播信号到达标签的时长；

（4）利用十轴运动姿态传感器解算出标签的三轴运动加速度、三轴角度、三轴磁场角度这三个参数，并传输至服务器，再在服务器上进行标签的运动方向、速度、加速度参数的解算；

（5）在服务器上判断并剔除非临近基站的定位信息，将临近基站的定位信息与十轴运动姿态传感器测算的定位信息进行基于机器学习定位的信息融合，获取标签的定位数据；

（6）将步骤1中构建标的坐标系结合3D模拟环境，再将标签的定位数据、速度、运动方向在模拟环境中予以显示，以此来完成定位以及定位在3D模拟环境中精准显示定位数据；

其中，所述步骤2中双向飞行时间测量的具体步骤如下：

a、由标签向周围的N个基站同时广播信号，当标签开始进行广播信号时则开始计时操作；

b、N个基站接收到标签的广播信号，此时N个基站分别进行计时操作，经过基站的处理后，改为由基站进行广播信号，在基站开始进行广播信号时结束计时，分别记录N个基站计时时长T_N，并将T_N上传至服务器；即基站从接收到标签的广播信号到基站开始进行广播信号时的处理时间；

c、标签接收到N个基站的广播信号，此时标签进行计次计时，即分别记录

第N个基站广播的信号到达标签时，标签计时的时长T_n，并将T_n上传至服务器。

2.根据权利要求1所述的一种室内高精度三维无线定位方法，其特征在于：所述步骤1中构建标签定位所需的坐标系的具体步骤如下：

a、首先运用往返到达时间RTTOA进行两两基站间的通信，双向测量基站间信号的飞行时间，上传至服务器；

b、在服务器上以其中一个基站为坐标原点，根据双向测量基站间信号的飞行时间，解算出基站间的距离，再根据三轴直角坐标系的特点，确定基站的精准坐标，然后以各基站的精准坐标为基础，建立三维直角坐标系。

3.根据权利要求1所述的一种室内高精度三维无线定位方法，其特征在于：

所述步骤4中标签的运动方向、速度、加速度参数的解算具体步骤如下：

a、十轴运动姿态传感器测得三轴运动加速度、三轴角度、三轴磁场角度参数；

b、用三轴运动加速度解算出标签的运动速度、步长、加速度参数；

c、用三轴角度和三轴磁场两个参数解算出标签的运动方向。