[发明专利]大范围、高精度位姿确定方法及其系统

权利要求书

1.一种确定物体的位置的方法，包括：

获取m个基站到所述物体的n个标签的K个测量的距离；

其中，m为大于0的整数，n为大于0的整数，所述n个标签被设置于所述物体，所述n个标签各自位于相对于所述物体的第一点(Po)的标签位置，其中；在定位时，所述物体相对于初始姿态的姿态变化为欧拉角(α,β,γ)；以及所述m个基站各自位于基站位置；

根据所述K个测量的距离得到所述欧拉角(α,β,γ)与所述第一点(Po)的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

根据所述n个标签各自的标签位置与所述欧拉角得到定位时所述n个标签各自的位置，其中所述标签位置是固定于所述物体的物体坐标系的位置，而所述n个标签各自的位置是在世界坐标系中的位置；

求解所述K个测量的距离与根据定位时所述n个标签各自的位置与所述m个基站的位置得到的距离所建立的方程，方程的解为所述欧拉角(α,β,γ)与所述第一点(Po)的位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其中

测量的第j个基站同第i个标签的距离与根据定位时第i个标签的位置与第j个基站的位置得到的距离所建立的方程为|aj-(Po+Ti*M(α,β,γ))|＝dij，其中Po表示所述第一点的位置，Ti表示第i个标签相对于所述第一点(Po)的标签位置，aj表示第j个基站的基站位置，M(α,β,γ)为所述物体的旋转矩阵，dij表示测量的第j个基站同第i个标签的距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其中

以所述第一点(Po)的位置与所述欧拉角(α,β,γ)作为决策变量；

建立由所述n个标签各自在世界坐标系中的位置与所述m个基站的基站位置所表达的K个距离与所述K个测量的距离的差异所表达的目标函数，其中所述n个标签各自在世界坐标系中的位置由所述物体的第一点(Po)的位置与所述物体的姿态表达；

所述方法还包括：求解由所述目标函数与决策变量所表达的最优化问题得到所述欧拉角(α,β,γ)与所述第一点(Po)的位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其中

所述目标函数为Min(h(x,y,z,α,β,γ))，其中h(x,y,z,α,β,γ)表示将变量x,y,z,α,β,γ代入后得到的K个距离差异的函数，其中所述距离差异是定位时根据标签i的位置与基站j的位置得到的距离g_j(f_i(x,y,z,α,β,γ))，与测量的标签i的位置与基站j的距离dij的差异，其中f_i(x,y,z,α,β,γ)是标签i在世界坐标系中的位置。

6.一种确定物体的位置的方法，包括：

保持所述物体的位置不变，进行Q次定位，其中所述物体在第i次定位时相对于第i-1次定位时的姿态变化为指定的欧拉角(αi,βi,γi)，Q为大于1的整数，i为大于2的整数；

在第i次定位中，获取m个基站到所述物体的n个标签的Ki个测量的距离；

其中，m为大于0的整数，n为大于0的整数，所述n个标签被设置于所述物体，所述n个标签各自位于相对于所述物体的第一点(Po)的标签位置,以及所述m个基站各自位于基站位置；

其中；在第一次定位时，所述物体相对于初始姿态的姿态变化为第一欧拉角(α,β,γ)；

其中Q次定位获得了K个测量距离，

根据所述K个测量的距离得到所述第一点(Po)的位置。

7.一种确定物体的位置的方法，包括：

根据第一基站的位置与标签相对于所述物体的第一点(Po)的标签位置创建n个虚拟基站，其中第i虚拟基站相对于所述第一基站的位置向量为ti’，第i标签位置相对于所述第一点的位置向量为ti，ti’＝ti，n是整数；

用所述n个虚拟基站定位所述物体的第一点(Po)。