[发明专利]基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法及系统

权利要求书

1.一种基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法，其特征在于，具体过程如下：

获取复合双曲调频信号F(t)；

对所述复合双曲调频信号的两个不同频段的双曲调频信号同时进行时延估计，分别得到两个不同频段的双曲调频信号的时延估计值和结合两个不同频段的双曲调频信号的时延估计值和解算得到复合双曲调频信号的多普勒因子以及时延估计值

根据所述复合双曲调频信号的多普勒因子和时延估计值计算获得距离估计值以及速度的估计值

2.根据权利要求1所述的基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法，其特征在于，所述复合双曲调频信号F(t)为：

F(t)＝R(t)·w(t)

其中R(t)由前导信号、双曲调频信号、后缀信号构成，并通过增加窗函数w(t)来抑制信号截断时的频谱泄漏；具体表达式为：

其中，T_p为前导与后缀信号的时域带宽和，和分别为信号成分r1(t)和r₂(t)的最低和最高频率，t为时间，T为时域带宽，T_p为前导与后缀信号的时域带宽和，j表示虚数单位。

3.根据权利要求1所述的基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法，其特征在于，对所述复合双曲调频信号进行时延估计时采用阈值法估计得到广义互相关结果，即时延估计值和

4.根据权利要求3所述的基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法，其特征在于，采用阈值法估计通过下式得到估计结果：其中peaks[·]为峰值探测，f为经验阈值因子，R_xr(τ)为互相关结果。

5.根据权利要求3所述的基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法，其特征在于，对复合双曲调频信号进行TOA估计，其结果为：

其中，G为所述复合双曲调频信号的调制参数。

6.根据权利要求1所述的基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法，其特征在于，多普勒因子和时延的估计值为：

距离估计值为速度的估计值为c为声速，G₁和G₂分对应两个双曲调频信号的调制参数，T为时域带宽。

7.基于声音的移动终端高精度距离及速度估计系统，其特征在于，包括信号获取模块和估计模块；

信号获取模块用于获取复合双曲调频信号F(t)；

估计模块用于对所述复合双曲调频信号的两个不同频段的双曲调频信号同时进行时延估计，分别得到两个不同频段的双曲调频信号的时延估计值，结合两个不同频段的双曲调频信号的时延估计值解算得到复合双曲调频信号的多普勒因子和时延估计值，

根据所述复合双曲调频信号的多普勒因子和时延估计值计算获得距离估计值以及速度的估计值

8.一种计算机设备，其特征在于，包括一个或多个处理器以及存储器，存储器用于存储计算机可执行程序，处理器从存储器中读取部分或全部所述计算机可执行程序并执行，处理器执行部分或全部计算可执行程序时能实现权利要求1～6中任一项所述基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，能实现如权利要求1～6中任一项所述的基于声音的移动终端高精度距离及速度估计方法。

10.一种室内定位系统，其特征在于，包括播音设备、录音设备以及权利要求8所述计算机设备，播音设备和录音设备之间以及录音设备之间通过Lora模块实现无线同步，存储器中存储复合双曲调频信号F(t)，播音设备相对于录音设备移动设置，录音设备的位置不变。