[发明专利]一种基于超宽带通信技术的室内定位方法

权利要求书

1.一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，包括：

利用UWB信号采集时间戳信息；

根据所采集的时间戳信息构建定位时间戳矩阵；

对定位时间戳矩阵进行校正，得到校正后的定位时间戳矩阵；

根据校正后的定位时间戳矩阵估计目标节点位置；

基于线性融合算法精确化估计的目标节点位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述根据所采集的时间戳信息构建定位时间戳矩阵包括：

设定一个主锚节点、N-1个从锚节点和一个目标节点；当一个定位轮完成后，便收集一组时间戳；定义定位时间戳矩阵T_s的行表示所有锚节点的定位轮，列表示该定位轮的定位时间戳，从而构建出定位时间戳矩阵T_s。

3.根据权利要求2所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述定位时间戳矩阵T_s表示为：

其中，每一轮时间戳收集的开始时间；

从第i个从锚节点接收到校准包时记录的时间戳；

t_kM，T：主锚节点接收到定位包时记录的时间戳；

第i个从锚节点接收到定位包时记录的时间戳。

4.根据权利要求1所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述对定位时间戳矩阵进行校正包括：假设没有随机传输延迟，定位时间戳矩阵经过初等行变换，得到低轶的恢复矩阵；将恢复矩阵分解矩阵P和矩阵Q；通过低秩矩阵近似LRMA算法校正定位时间戳矩阵，得到校正后的定位时间戳矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述将恢复矩阵分解矩阵P和矩阵Q包括：将恢复矩阵可分解为和将变量R、P和Q进行最小化迭代更新，变量P更新公式如下：

其中，表示矩阵Q在i次迭代时的摩尔-彭罗斯伪逆；

Qi和Ri的值通过以下公式计算：

6.根据权利要求4所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述根据校正后的定位时间戳矩阵估计目标节点位置包括：针对校正后的定位时间戳矩阵，利用最小二乘法LS算法估计目标节点位置；或针对校正后的定位时间戳矩阵，利用Chan算法估计目标节点位置。

7.根据权利要求2所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述基于线性融合算法精确化估计的目标节点位置包括：通过多个定位轮精确化目标节点位置；通过线性融合LF算法优化目标节点位置。

8.根据权利要求7所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述通过多个定位轮精确化目标节点位置包括：通过估计权重因子优化目标节点位置；构建融合估计误差为：

其中，A表示位置估计器的均值，j为定位轮的轮数。

9.根据权利要求7所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法，其特征在于，所述通过线性融合LF算法优化目标节点位置包括以下步骤：

S31：在每个采集时间戳周期中，主锚节点首次发布J轮校准包；

S32：收集每个锚节点所记录的时间戳；

S33：从记录的时间戳中组成时间戳矩阵，保存时间戳矩阵对应的坐标；

S34：求解时间戳矩阵的估计值；

S35：利用恢复矩阵计算TDOA值；

S36：通过计算的TDOA值估计目标节点的位置；

S37：通过估计权重因子优化目标节点的位置。

10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述的一种基于超宽带通信技术的室内定位方法。