1.一種基于測(cè)距的室內(nèi)定位方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟a:通過(guò)無(wú)線(xiàn)測(cè)距獲取錨節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離信息;
步驟b:根據(jù)所述錨節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離信息構(gòu)建初始受限區(qū)域;
步驟c:對(duì)所述初始受限區(qū)域進(jìn)行偏差消除,形成新的受限區(qū)域;
步驟d:通過(guò)卡爾曼濾波對(duì)所述新的受限區(qū)域進(jìn)行定位,獲得所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置估計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位方法,其特征在于,在所述步驟b中,所述初始受限區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)節(jié)點(diǎn)可能存在的范圍;所述初始受限區(qū)域通過(guò)min-max算法進(jìn)行構(gòu)建:通過(guò)無(wú)線(xiàn)測(cè)距獲得每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離分別以每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)為中心、以為半徑構(gòu)建一個(gè)正方形區(qū)域,設(shè)有m個(gè)錨節(jié)點(diǎn),則產(chǎn)生m個(gè)正方形區(qū)域,所述m個(gè)正方形區(qū)域的疊加即為初始受限區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位方法,其特征在于,在所述步驟b中,所述初始受限區(qū)域四個(gè)邊的邊界值為:
所述初始受限區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位方法,其特征在于,在所述步驟c中,所述對(duì)初始受限區(qū)域進(jìn)行偏差消除具體為:采用線(xiàn)性卡爾曼濾波進(jìn)行偏差消除,所述偏差消除具體包括:
步驟c1:將初始受限區(qū)域的中心點(diǎn)作為觀測(cè)值
步驟c2:將上一時(shí)刻目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所在位置的向量記為當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)測(cè)值為預(yù)測(cè)協(xié)方差矩陣Pt|t-1為上一時(shí)刻的協(xié)方差矩陣Pt-1加當(dāng)前時(shí)刻的協(xié)方差矩陣Qt;
步驟c3:以預(yù)測(cè)協(xié)方差矩陣計(jì)算線(xiàn)性卡爾曼增益為:線(xiàn)性卡爾曼濾波結(jié)果為:
步驟c4:根據(jù)線(xiàn)性卡爾曼濾波結(jié)果得到后驗(yàn)概率矩陣:
Pt|t=(I-Kt)Pt|t-1
在上述公式中,I為單位矩陣;將所述初始受限區(qū)域平移至以為中心的矩形區(qū)域,形成新的受限區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位方法,其特征在于,在所述步驟d中,所述通過(guò)卡爾曼濾波對(duì)新的受限區(qū)域進(jìn)行定位具體為:
步驟d1:設(shè)定一個(gè)可調(diào)參數(shù)κ,以為中心,生成2n+1個(gè)狀態(tài)樣本;
步驟d2:調(diào)節(jié)所述可調(diào)參數(shù)κ,使所有狀態(tài)樣本都在新的受限區(qū)域中;
步驟d3:為每個(gè)狀態(tài)樣本賦予權(quán)重,更新所述狀態(tài)樣本相關(guān)參數(shù):
步驟d4:相關(guān)參數(shù)更新完成后,所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)最終的定位為:
6.一種基于測(cè)距的室內(nèi)定位系統(tǒng),其特征在于,包括:
測(cè)距模塊:用于通過(guò)無(wú)線(xiàn)測(cè)距獲取錨節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離信息;
受限區(qū)域構(gòu)建模塊:用于根據(jù)所述錨節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離信息構(gòu)建初始受限區(qū)域;
偏差消除模塊:用于對(duì)所述初始受限區(qū)域進(jìn)行偏差消除,形成新的受限區(qū)域;
定位模塊:用于通過(guò)卡爾曼濾波對(duì)所述新的受限區(qū)域進(jìn)行定位,獲得所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置估計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位系統(tǒng),其特征在于,所述初始受限區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)節(jié)點(diǎn)可能存在的范圍;所述受限區(qū)域構(gòu)建模塊構(gòu)建初始受限區(qū)域具體為:通過(guò)min-max算法進(jìn)行構(gòu)建;通過(guò)無(wú)線(xiàn)測(cè)距獲得每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離分別以每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)為中心、以為半徑構(gòu)建一個(gè)正方形區(qū)域,設(shè)有m個(gè)錨節(jié)點(diǎn),則產(chǎn)生m個(gè)正方形區(qū)域,所述m個(gè)正方形區(qū)域的疊加即為初始受限區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位系統(tǒng),其特征在于,所述初始受限區(qū)域四個(gè)邊的邊界值為:
所述初始受限區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)為:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位系統(tǒng),其特征在于,所述偏差消除模塊對(duì)初始受限區(qū)域進(jìn)行偏差消除具體為:采用線(xiàn)性卡爾曼濾波進(jìn)行偏差消除,所述偏差消除具體包括:將初始受限區(qū)域的中心點(diǎn)作為觀測(cè)值將上一時(shí)刻目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所在位置的向量記為當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)測(cè)值為預(yù)測(cè)協(xié)方差矩陣Pt|t-1為上一時(shí)刻的協(xié)方差矩陣Pt-1加當(dāng)前時(shí)刻的協(xié)方差矩陣Qt;以預(yù)測(cè)協(xié)方差矩陣計(jì)算線(xiàn)性卡爾曼增益為:線(xiàn)性卡爾曼濾波結(jié)果為:
根據(jù)線(xiàn)性卡爾曼濾波結(jié)果得到后驗(yàn)概率矩陣:
Pt|t=(I-Kt)Pt|t-1
在上述公式中,I為單位矩陣;將所述初始受限區(qū)域平移至以為中心的矩形區(qū)域,形成新的受限區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于測(cè)距的室內(nèi)定位系統(tǒng),其特征在于,所述定位模塊通過(guò)卡爾曼濾波對(duì)新的受限區(qū)域進(jìn)行定位具體為:設(shè)定一個(gè)可調(diào)參數(shù)κ,以為中心,生成2n+1個(gè)狀態(tài)樣本;調(diào)節(jié)所述可調(diào)參數(shù)κ,使所有狀態(tài)樣本都在新的受限區(qū)域中;為每個(gè)狀態(tài)樣本賦予權(quán)重,更新所述狀態(tài)樣本相關(guān)參數(shù):
相關(guān)參數(shù)更新完成后,所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)最終的定位為: