[发明专利]基于TOA定位的方法、装置、计算机设备及存储介质

权利要求书

1.一种基于TOA定位的方法，其特征在于，包括：

在室内角落布置至少三个已知坐标的信号基站，通过同步装置控制每一所述信号基站发送同步信号；

通过待定位设备接收所有所述同步信号，采用TOA算法获取第i个信号基站和每一所述信号基站发送的相同的同步信号到达所述待定位设备的时间差转换成的距离d_i，其中，i＝1,2,…,n，n是所述信号基站的个数；

基于每一所述d_i，生成每一信号基站和所述当前测试信号基站对应的圆方程为：

其中，(x_i,y_i)表示第i个信号基站的坐标，ε_i是距离误差；

集合所述当前测试信号基站对应的所有所述圆方程，形成所述当前测试信号基站对应的圆方程组为：

联立每一所述信号基站对应的圆方程组，形成联立圆方程组；

基于所述d_i，采用梯度下降算法迭代所述联立圆方程组，获取迭代结果，所述迭代结果包括当前迭代步长和基于所述当前迭代步长对应的所述联立圆方程组的函数当前解；

若所述函数当前解小于迭代退出阈值，则停止迭代所述联立圆方程组，将所述函数当前解作为所述待定位设备的定位位置。

2.如权利要求1所述的基于TOA的定位方法，其特征在于，所述基于所述d_i，采用梯度下降算法迭代所述联立圆方程组，获取迭代结果，包括：

获取第i个信号基站和第1信号基站发送的相同的同步信号到达所述待定位设备的时间差转换成的距离d_i，其中，i＝1,2,…,n，n是所述信号基站的个数；

定义室内任一位置的坐标(x,y)的定位残差的平方和为：

其中，(x_i,y_i)表示第i个信号基站的坐标；

采用梯度下降算法对函数F(x,y)进行迭代，直至F(x,y)对应的函数当前解小于迭代退出阈值，则将所述函数当前解作为所述待定位设备的定位位置。

3.如权利要求2所述的基于TOA的定位方法，其特征在于，所述采用梯度下降算法对函数F(x,y)进行迭代，直至F(x,y)对应的函数当前解小于迭代退出阈值，则将所述函数当前解作为所述待定位设备的定位位置，包括：

选定任一信号基站作为第j个参考基站，并基于应用需求设定初始迭代步长和迭代退出阈值；

设定将r_i带入函数F(x,y)，得到F(x,y)的梯度公式为：

其中，i＝1,2,…,n，n是所述信号基站的个数；

设定室内任一搜索起始点作为(x₀,y₀)，从k＝0开始，迭代执行如下公式：

其中，α为初始迭代步长；

若执行第k次迭代时获取的迭代结果中的函数当前解小于所述迭代退出阈值，则将所述函数当前解作为所述待定位设备的定位位置。

4.如权利要求1所述的基于TOA的定位方法，其特征在于，在所述基于所述d_i，采用梯度下降算法迭代所述联立圆方程组，获取迭代结果之后，还包括：

若第k+1次对应的方程当前解不小于所述迭代退出阈值，则取消执行本次迭代；

对第k+1次对应的方程当前解和对第k次对应的方程历史解进行对比，并根据对比结果调整所述当前迭代步长。

5.如权利要求4所述的基于TOA的定位方法，其特征在于，所述对第k+1次对应的方程当前解和对第k次对应的方程历史解进行对比，并根据对比结果调整所述当前迭代步长，包括：

若F_k+1(x,y)F_k(x,y)，则减小所述当前迭代步长。

6.如权利要求4所述的基于TOA的定位方法，其特征在于，所述对第k+1次对应的方程当前解和对第k次对应的方程历史解进行对比，并根据对比结果调整所述当前迭代步长，包括：

若F_k+1(x,y)pF_k(x,y)，其中随机数p＝1，则增大所述当前迭代步长。