[发明专利]一种室内超声波定位位置修正方法

摘要

一种室内超声波定位位置修正方法，所述定位系统由中心站、信标节点、目标节点以及参考站四部分组成。本发明所述室内超声波定位位置修正方法可以消除由于超声波速度误差、硬件延时误差、安装误差以及其他误差引起的定位误差，相对于现有的超声波定位方法而言，通过室内超声波定位位置修正方法得到的目标节点的位置信息精度更高。

主权项

一种室内超声波定位位置修正方法，其特征在于：定位系统结构包括：室内超声波定位系统由中心站、信标节点、目标节点以及参考站四部分；所述室内超声波定位位置修正方法其主要定位步骤为：设布设在屋顶固定位置处的三个信标节点坐标分别为(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，(x3,y3,z3)；设定参考站位置坐标为(xu,yu,zu)，下标u为参考站标号；(1)中心站发射射频信号，作为时间同步信号；(2)参考站接收到中心站发送来的时间同步信号后，发射超声波信号；安装在室内固定位置处的信标节点接收到中心站发来的时间同步信号后，启动定时器，进行测距，得到参考站到信标节点k的距离信息ρuk；上述k为三个信标节点编号，k＝1,2,3；上述ρuk为测得的参考站到信标节点k的距离；(3)根据第(2)步得到的距离信息通过公式(1)解算得到参考站测量三维坐标(xu′,yu′,zu′)；(xu′-x1)2+(yu′-y1)2+(zu′-z1)2=ρu12(xu′-x2)2+(yu′-y2)2+(zu′-z2)2=ρu22(xu′-x3)2+(yu′-y2)2+(zu′-z2)2=ρu32---(1)]]>(4)根据公式(2)将测量坐标与参考站标准值进行比较得到测量位置误差修正数Δ；Δx=xu-xu′Δy=yu-yu′Δz=zu-zu′---(2)]]>(5)中心站再次发射时间同步信号，目标节点接收到中心站发送来的时间同步信号后，发射超声波信号；安装在室内固定位置处的信标节点接收到中心站发来的时间同步信号后，启动定时器，进行测距，得到目标节点到信标节点k的距离信息ρrk，ρrk为测得的目标节点到信标节点k的距离；(6)根据第(5)步得到的距离信息通过公式(3)解算得到目标节点三维坐标(xr′,yr′,zr′)；(xr′-x1)2+(yr′-y1)2+(zr′-z1)2=ρr12(xr′-x2)2+(yr′-y2)2+(zr′-z2)2=ρr22(xr′-x3)2+(yr′-y2)2+(zr′-z2)2=ρr32---(3)]]>(7)利用第(4)步得到的测量位置误差修正数Δ通过公式(4)修正解算出的三维坐标，得到更高精度的目标节点位置坐标信息；x=xr′+Δxy=yr′+Δyz=zr′+Δz---(4)]]>由此可知，根据参考站得到位置误差修正数，通过位置修正方法即可精确测得目标节点的三维坐标(x,y,z)。