[发明专利]一种室内定位方法及装置

摘要

本发明公开了一种室内定位方法及装置，通过发射天线发射最优频率序列，使得零差接收器可根据所获取的第二谐波信号以及所接收的最优频率序列进行相位检测以获取所述第二谐波信号的相位，并根据所述第二谐波信号的相位以及所述最优频率序列的周整数，分别获取所述无源电子标签相对各对所述接收天线的差分距离，最后利用非线性共轭梯度算法确定所述无源电子标签的空间位置。通过上述方法可降低环境的多径效应的影响，实现高精度定位，本发明在室内环境的三维定位误差平均为10cm。

主权项

1.一种室内定位方法，其特征在于，该室内定位方法包括如下步骤：发射天线向无源电子标签发送查询信号；至少3个接收天线接收所述无源电子标签响应所述查询信号所发送的第一谐波信号；零差接收器将接收的所述接收天线响应所述第一谐波信号所发送的第二谐波信号转换成基带信号，并根据所述基带信号和所接收的所述发射天线发送的最优频率序列进行相位检测以获取所述第二谐波信号的相位；启发式多频连续波测距模块，根据预设规则获取所述最优频率序列的周整数，并根据接收的所述第二谐波信号的相位以及所获取的所述最优频率序列的周整数，分别获取所述无源电子标签相对各对所述接收天线的差分距离dmn，其中m,n∈(1,2,3,4……)；空间位置确定模块，根据所接收的所述启发式多频连续波测距模块发送的所述无源电子标签相对各对所述接收天线的差分距离dmn，利用非线性共轭梯度算法确定所述无源电子标签的空间位置；其中，所述最优频率序列的获取包括如下步骤：建立相位误差容忍模型，Δθ_max＜T(f,R)，对于任意频率信号都满足于Δθ_k＜＝Δθ_max；其中，Δθ_max为该任意频率中某一频率的谐波信号所得的最大相位测量误差，Δθ_k为第k频率的谐波信号对应的谐波的相位测量值，其中对于任意l,k∈[1,K]，式子成立的约束条件为其中，l,k∈[1,K]为k个频率序列中任意频率信号的下标序号；表示在对于任意频率l,k∈[1,K]信号中，取对应谐波的相位误差的最大值；R为室内测量距离，λ_k为对应第k频率信号的波长，利用遗传算法中随机选择任意k个频率为f＝(f₁,f₂,...,f_k)；根据所建立的相位误差容忍模型，获取相位误差容忍值的范围，其中，BW％＝2(f_max‑f_min)/(f_max+f_min)为操作带宽百分比，f_max＝max{f,f∈F}为利用遗传算法中随机选择任意k个频率中的最大频率，f_min＝min{f,f∈F}为利用遗传算法中随机选择任意k个频率中的最小频率，F为发射天线的操作带宽；利用遗传算法，在发射天线的操作带宽中产生的可用的一系列连续的频率中选取相位误差容忍最大的最优频率序列。