[发明专利]一种基于左、右手性空间定位系统及其定位方法

说明书

一种基于左、右手性空间定位系统及其定位方法，属于测距和定位技术领域，本发明在满足分布式局部定位基站局部区域分布密度的情况下，随机安装四个基站，四个不共面的基站A、B、C、D组成一个基础定位系统；以基站A为坐标原点，基站A、C构成的向量为X轴，以X轴为参照，在平面ABC中建立Y轴，Z轴指向为基站D所在位置的竖直方向，构建右手性空间坐标系；以基站A为坐标原点，基站A、B构成的向量为X轴，以X轴为参照，在平面ABC中建立Y轴，Z轴指向为基站D所在位置的竖直方向，构建左手性空间坐标系。本发明通过建立左、右手性空间坐标系，从而能够判断与虚拟坐标系之间的关系，最终确定基站的坐标值。

技术领域

本发明涉及测距和定位技术领域，尤其涉及一种基于左、右手性空间定位系统及其定位方法。

背景技术

2016年，虞坤霖等人(申请公布号：CN 106211080A)申请的《一种UWB基站坐标自校准方法》专利中提出，采用标签来校准基站变动后的位置，但是专利中并没有实质性的说明怎样使用标签来自动标定基站的坐标。

2017年，朱晓章等人(申请公布号：CN 106990389A)申请的《定位系统中基站间建立坐标系的方法》专利中提出，利用基站间距离建立坐标系的方法解决了现有技术中采用借助全站仪、激光测距仪等测量仪器进行人工测量的方式建立坐标系，但是存在的问题是，该定位系统在建立坐标系时，首先需要明确各个基站的大致方位，对于非视距或者方位不清楚的情况下，仍然无法正常获取定位数据。

2018年，田世伟等人(申请公布号：CN 109218967A)申请的《UWB系统定位基站标定方法及其设备》专利中提出，采用人工测量的方式测量待标定基站在当前定位环境中的真实坐标值，进而建立参考坐标系，此种方式建立的参考坐标系精度不高，具有人为误差影响。

2019年，许晟等人(申请公布号：CN 110290463A)申请的《基于最优化理论的UWB基站坐标自动标定方法和系统》专利中提出，首先将基站以及标签放置相应位置，构建最小UWB系统，并采用最优化理论，对所有理论距离和实际测量距离的残差和进行最优化处理，进而校准系统，在一定程度上，实现了自动化校准过程，但是对于最小UWB系统参考坐标系的建立，仍然采用人为规定基站以及标签放置位置的方式，人为决策多，不具有灵活性。

现有的建立坐标系以及测量基站位置的方法多采用借助全站仪、激光测距仪等测量仪器进行人工测量的方式。人工测量的方式耗费的人力成本巨大，且受限于基站的布设环境，此外，由于仪器的测量误差、人为误差等影响，此种方法测量基站位置的精度较差，甚至位置的准确度，会严重影响对目标的进行定位时的准确度。

因此，需要提供一种定位系统及方法来解决以上问题。

发明内容

本发明为了解决现有的基站需要人为设定同时测量不准确的问题，进而提供一种基于左、右手性空间定位系统及其定位方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于左、右手性空间定位系统，在满足分布式局部定位基站局部区域分布密度的情况下，随机安装四个基站，四个不共面的基站A、B、C、D组成一个基础定位系统；

建立左手性空间定位系统或右手性空间定位系统；

右手性空间定位系统的建立包括以下步骤:

以基站A为坐标原点，基站A、C构成的向量为X轴，以X轴为参照，在平面ABC中建立Y轴，Z轴指向为基站D所在位置的竖直方向，构建空间坐标系；

左手性空间定位系统的建立包括以下步骤：

以基站A为坐标原点，基站A、B构成的向量为X轴，以X轴为参照，在平面ABC中建立Y轴，Z轴指向为基站D所在位置的竖直方向，构建空间坐标系。