一种定位方法、装置及系统与流程

文档序号:12904165阅读:189来源:国知局
一种定位方法、装置及系统与流程

本发明涉及移动目标定位技术领域,尤其涉及一种定位方法、装置及系统。



背景技术:

随着智能通信技术以及物联网技术的快速发展,现实生活中的诸多领域需要对人员以及设备进行定位。室外定位已经拥有较为成熟的方案,但是室内定位由于其环境复杂、定位面积局限、直达波路径严重缺失、多径现象严重等特点,一直没有较精准的定位方法。

在现有技术中,相对比较准确的室内定位方法是,利用惯性导航系统与无线电技术相结合实现目标定位。具体为将惯性导航系统获取的目标导航信息,与无线定位获取的伪距离信息,按照设定的固定权重分配进行加权融合,得到目标定位信息。

但是,无线电技术以及惯性导航系统的定位精度是实时变化的,例如,惯性导航系统在短时间内的定位精度较高,随着工作时间延长,其误差逐渐累积,定位精度会越来越差。而上述融合定位方案是按照固定的权重对惯性导航系统获取的目标导航信息与无线定位获取的伪距离信息进行加权融合,对惯性导航系统获取的目标导航信息与无线定位获取的伪距离信息的权重分配不能与惯性导航系统及无线定位系统的定位过程相匹配,随着定位时间的延长,会使得累积的定位误差越来越大,导致定位严重失准。



技术实现要素:

基于上述现有技术的缺陷和不足,本发明提出一种定位方法、装置及系统,能够利用无线定位系统及惯性导航系统对定位目标实行动态加权定位,定位更加精确。

一种定位方法,包括:

利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,以及利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;

根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果;

检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态;

当检测到所述移动目标由运动状态转变为静止状态时,停止利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,以及停止计算得到所述第二定位结果的权重因子,同时保持利用所述无线定位系统解算得到对所述移动目标的第一定位结果,并根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到对所述移动目标的定位结果;

当检测到所述移动目标由静止状态再次进入运动状态时,利用根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到的对所述移动目标的定位结果,对所述惯性导航系统进行参数归零处理和校正处理,并开始利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子。

优选地,所述利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,包括:

利用无线定位系统解算得到移动目标的可能坐标点;

分别计算得到所述可能坐标点中的每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子;

根据所述每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子,计算得到所述每个坐标点的权重;

根据所述每个坐标点的权重,对所述每个坐标点进行加权处理,得到对所述移动目标的第一定位结果,以及计算得到所述每个坐标点的权重的平均值,作为所述第一定位结果的权重因子。

优选地,所述利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子,包括:

按照设定的定位周期,循环执行以下操作:

利用惯性导航系统,对所述移动目标进行定位,得到对所述移动目标的第二定位结果;

根据得到所述第二定位结果的时间,以及预先设定的信赖度计算函数,计算得到所述第二定位结果的权重因子;其中,所述信赖度计算函数为用于计算在一个定位周期内获取的定位结果的权重因子的函数;

在定位周期结束时,控制所述惯性导航系统,将基准定位信息重置为在当前定位周期结束时刻,通过加权融合所述无线定位系统以及所述惯性导航系统的解算数据获得的对所述移动目标的定位结果。

优选地,所述检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态,包括:

监测所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果;

当监测确认所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果在设定的阈值范围内时,确认所述移动目标由运动状态转变为静止状态。

一种定位装置,包括:

定位单元,用于利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,以及利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;

融合单元,用于根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果;

检测单元,用于检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态;

第一处理单元,用于当检测到所述移动目标由运动状态转变为静止状态时,控制所述定位单元停止利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,以及停止计算得到所述第二定位结果的权重因子,同时保持利用所述无线定位系统解算得到对所述移动目标的第一定位结果,并根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到对所述移动目标的定位结果;

第二处理单元,用于当检测到所述移动目标由静止状态再次进入运动状态时,控制所述定位单元利用根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到的对所述移动目标的定位结果,对所述惯性导航系统进行参数归零处理和校正处理,并控制所述定位单元开始利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子。

优选地,所述定位单元利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子时,具体用于:

利用无线定位系统解算得到移动目标的可能坐标点;分别计算得到所述可能坐标点中的每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子;根据所述每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子,计算得到所述每个坐标点的权重;根据所述每个坐标点的权重,对所述每个坐标点进行加权处理,得到对所述移动目标的第一定位结果,以及计算得到所述每个坐标点的权重的平均值,作为所述第一定位结果的权重因子。

优选地,所述定位单元利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子时,具体用于:

按照设定的定位周期,循环执行以下操作:

利用惯性导航系统,对所述移动目标进行定位,得到对所述移动目标的第二定位结果;根据得到所述第二定位结果的时间,以及预先设定的信赖度计算函数,计算得到所述第二定位结果的权重因子;其中,所述信赖度计算函数为用于计算在一个定位周期内获取的定位结果的权重因子的函数;在定位周期结束时,控制所述惯性导航系统,将基准定位信息重置为在当前定位周期结束时刻,通过加权融合所述无线定位系统以及所述惯性导航系统的解算数据获得的对所述移动目标的定位结果。

优选地,所述检测单元检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态时,具体用于:

监测所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果;当监测确认所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果在设定的阈值范围内时,确认所述移动目标由运动状态转变为静止状态。

一种定位系统,包括:

第一定位单元,用于利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子;

第二定位单元,用于利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;

融合处理单元,用于根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果;

检测处理单元,用于检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态;当检测到所述移动目标由运动状态转变为静止状态时,控制所述第二定位单元停止利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,以及停止计算得到所述第二定位结果的权重因子,同时控制所述第一定位单元保持利用所述无线定位系统解算得到对所述移动目标的第一定位结果,并根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到对所述移动目标的定位结果;当检测到所述移动目标由静止状态再次进入运动状态时,利用根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到的对所述移动目标的定位结果,对所述惯性导航系统进行参数归零处理和校正处理,并控制所述第二定位单元开始利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子。

优选地,所述第一定位单元,包括:

解算定位单元,用于利用无线定位系统解算得到移动目标的可能坐标点;

第一计算单元,用于分别计算得到所述可能坐标点中的每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子;

第二计算单元,用于根据所述每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子,计算得到所述每个坐标点的权重;

第三计算单元,用于根据所述每个坐标点的权重,对所述每个坐标点进行加权处理,得到对所述移动目标的第一定位结果,以及计算得到所述每个坐标点的权重的平均值,作为所述第一定位结果的权重因子。

优选地,所述第二定位单元利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子时,具体用于:

按照设定的定位周期,循环执行以下操作:

利用惯性导航系统,对所述移动目标进行定位,得到对所述移动目标的第二定位结果;根据得到所述第二定位结果的时间,以及预先设定的信赖度计算函数,计算得到所述第二定位结果的权重因子;其中,所述信赖度计算函数为用于计算在一个定位周期内获取的定位结果的权重因子的函数;在定位周期结束时,控制所述惯性导航系统,将基准定位信息重置为在当前定位周期结束时刻,通过加权融合所述无线定位系统以及所述惯性导航系统的解算数据获得的对所述移动目标的定位结果。

优选地,所述检测处理单元检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态时,具体用于:

监测所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果;

当监测确认所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果在设定的阈值范围内时,确认所述移动目标由运动状态转变为静止状态。

本发明提出的定位方法,利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,以及利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果。同时,当检测到移动目标处于静止状态时,停止利用惯性导航系统对移动目标进行定位,仅通过无线定位系统对移动目标进行定位;当检测到移动目标再次开始运动时,利用无线定位系统的定位结果,对惯性导航系统进行校正处理。采用上述定位技术方案,实现了对惯性导航系统以及无线定位系统的定位结果的基于误差特性分析的动态加权,使得对惯性导航系统获取的定位结果与无线定位系统获取的定位结果的权重分配与惯性导航系统及无线定位系统的定位过程相匹配,同时在定位过程中实现了对惯性导航系统的校正,降低了惯性导航系统的定位误差,利于提升定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种定位方法的流程示意图;

图2是本发明实施例提供的利用无线定位系统进行定位的流程示意图;

图3是本发明实施例提供的利用惯性导航系统进行定位的流程示意图;

图4是本发明实施例提供的惯性导航系统定位结果的信赖度衰减曲线示意图;

图5是本发明实施例提供的判断定位目标处于静止状态的流程示意图;

图6是本发明实施例提供的一种定位装置的结构示意图;

图7是本发明实施例提供的一种定位系统的组成示意图;

图8是本发明实施例提供的另一种定位系统的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种定位方法,参见图1所示,该方法包括:

s101、利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,以及利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;

具体的,本发明实施例提出的定位方法,是基于无线定位系统和惯性导航系统的新型定位方法。与惯用的无线定位技术和惯性导航定位技术不同的是,本发明实施例技术方案,在利用无线定位技术和惯性导航定位技术解算得到定位目标的位置信息的同时,还实时计算无线定位技术和惯性导航定位技术获取的定位信息的权重因子。上述定位信息具体包括利用无线定位技术解算得到的定位目标坐标点信息,以及惯性导航系统解算得到的定位目标的相关位置信息。

需要说明的是,上述实时计算无线定位技术和惯性导航定位技术获取的定位信息的权重因子的过程,与无线定位技术和惯性导航定位技术的定位精度变化特性相关。其基本思想是,当无线定位技术或惯性导航定位技术的定位精度较高时,应当使计算得到的无线定位技术或惯性导航定位技术的定位结果的权重因子较大;相反,当无线定位技术或惯性导航定位技术的定位精度较低时,应当使计算得到的无线定位技术或惯性导航定位技术的定位结果的权重因子较小。采用上述权重因子计算方法,根据无线定位技术和惯性导航定位技术的定位精度变化,实时调整无线定位技术和惯性导航定位技术的定位结果的权重因子,使得对无线定位技术和惯性导航定位技术的定位结果的权重赋值,与实际的无线定位技术和惯性导航定位技术的定位精度变化更切合。

更进一步的,由于惯性导航定位技术的定位精度与惯性导航系统工作时长相关,因此,对惯性导航定位技术的定位结果的权重因子的计算过程,与利用惯性导航定位技术进行定位的时间相关。

另外需要说明的是,无线定位包括蓝牙定位、蜂窝定位、wifi定位、超宽带定位等。在本发明实施例中,选取超宽带无线电用于进行无线定位,也就是说,本发明实施例中所涉及的无线定位系统,实际上是超宽带(ultrawideband,uwb)无线定位系统。本发明实施例仅以无线定位系统中的uwb定位系统为例,来说明本发明实施例技术方案中对无线定位技术的应用,但是并不限定本发明实施例技术方案只能采用uwb定位系统实现无线定位,利用任意一种无线定位技术或者在室外利用卫星定位系统,都可以实施本发明实施例技术方案。另外,为了行文方便,在以下各实施例中,均以uwb定位系统代表无线定位系统,以下各实施例中所涉及的uwb定位,均可以理解为无线定位,即任意一种无线定位技术或者卫星定位系统都可以应用于以下各个实施例技术方案。

s102、根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果;

具体的,在步骤s101中,分别获取利用uwb定位技术解算得到的第一定位结果及第一定位结果的权重因子,和利用惯性导航定位技术解算得到的第二定位结果及第二定位结果的权重因子后,根据第一定位结果的权重因子及第二定位结果的权重因子,将第一定位结果和第二定位结果进行加权融合,得到最终定位结果。

例如,假设locuwb为利用uwb定位技术解算得到的移动目标的第一定位结果,locins为利用惯性导航系统解算得到的移动目标的第二定位结果,为计算得到的第一定位结果的权重因子,β为计算得到的第二定位结果的权重因子,则依据本发明实施例技术方案,利用locuwb、locins、和β可计算得到最终的定位结果loc为:

s103、检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态;

当检测到所述移动目标由运动状态转变为静止状态时,执行步骤s104、停止利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,以及停止计算得到所述第二定位结果的权重因子,同时保持利用所述无线定位系统解算得到对所述移动目标的第一定位结果,并根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到对所述移动目标的定位结果;

当检测到所述移动目标由静止状态再次进入运动状态时,执行步骤s105、利用根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到的对所述移动目标的定位结果,对所述惯性导航系统进行参数归零处理和校正处理,并开始利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子。

具体的,在本发明实施例中,一旦检测到定位目标处于静止状态,立即进入对惯性导航系统位置信息以及参数进行校正的状态,即进入对惯性导航系统进行修正的状态。当处于对惯性导航系统进行修正状态时,仅通过无线定位系统对定位目标进行定位,不断获取定位目标静止时位置信息,对位置信息进行能量累积,最终得到定位结果。当检测到定位目标开始移动时,结束对惯性导航系统进行修正的状态,并利用无线定位系统的定位结果对惯性导航系统进行参数归零和校正,然后再开始利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子。

本发明实施例提出的定位方法,利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,以及利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果。同时,当检测到移动目标处于静止状态时,停止利用惯性导航系统对移动目标进行定位,仅通过无线定位系统对移动目标进行定位;当检测到移动目标再次开始运动时,利用无线定位系统的定位结果,对惯性导航系统进行校正处理。采用上述定位技术方案,实现了对惯性导航系统以及无线定位系统的定位结果的基于误差特性分析的动态加权,使得对惯性导航系统获取的定位结果与无线定位系统获取的定位结果的权重分配与惯性导航系统及无线定位系统的定位过程相匹配,同时在定位过程中实现了对惯性导航系统的校正,降低了惯性导航系统的定位误差,利于提升定位精度。

可选的,在本发明的另一个实施例中,参见图2所示,所述利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,包括:

s201、利用无线定位系统解算得到移动目标的可能坐标点;

具体的,无线定位系统的定位原理是通过测量无线电波从定位目标点到多个已知的锚节点之间的时间来确定定位目标点的位置。在实际的解算定位过程中,由于多径干扰和噪声干扰的存在,解算出来的定位目标点的位置,实际为若干个坐标点,这些坐标点构成一个解算区域。也就是说,基于无线定位系统的工作原理,利用无线定位系统对移动目标进行定位,会得到多个坐标点。

s202、分别计算得到所述可能坐标点中的每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子;

具体的,对于通过无线定位系统解算得到的多个坐标点,分别计算每个坐标点与锚节点之间的残差:

其中,(xi,yi)为某一时刻利用无线定位系统解算出来的定位目标坐标点中的第i个坐标点,(xj,yj)为第j个锚节点,τi为从第i个坐标点发送信息到锚节点接收到信息所用的时间。

然后,对解算出的坐标点区域内的坐标进行局部加权,可以得到第i个坐标点与第j个锚节点之间的信赖度因子:

其中,dmax(x)为dij(x)中的最大值,dij(x)为第i个坐标与第j个锚节点之间残差。

按照上述计算方法,分别计算得到每个坐标点与无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子。

s203、根据所述每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子,计算得到所述每个坐标点的权重;

具体的,在通过步骤s202计算得到各个坐标点的信赖度因子αij后,通过公式可计算得到每个坐标点的权重。其中,k为无线定位系统中的锚节点数量。

s204、根据所述每个坐标点的权重,对所述每个坐标点进行加权处理,得到对所述移动目标的第一定位结果,以及计算得到所述每个坐标点的权重的平均值,作为所述第一定位结果的权重因子。

具体的,在步骤s203中计算得到每个坐标点的权重后,进一步根据各个坐标点的权重,将各个坐标点进行加权求和,即可得到无线定位系统对移动目标的定位结果,即第一定位结果。

参照步骤s203的计算结果,假设已计算得到每个坐标点的权重αi,然后根据以下公式计算得到最终的定位结果:

其中,n为无线定位系统解算得到的坐标点数量。

进一步地,计算得到每个坐标点的权重的平均值,作为第一定位结果的权重因子,即第一定位结果的权重因子为:

可选的,在本发明的另一个实施例中,参见图3所示,所述利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子,包括:

按照设定的定位周期,循环执行以下操作:

s301、利用惯性导航系统,对所述移动目标进行定位,得到对所述移动目标的第二定位结果;

具体的,对于惯性导航系统,随着工作时间的增长,其积分累计误差越来越大,在系统工作t秒后,定位误差过大,此时认为其定位结果不可信,为了保障定位精度,t秒之后的定位结果,不应被采用。基于上述惯性导航系统的误差特性,本发明实施例为惯性导航系统设定定位周期(例如设定为t秒),在定位周期内,惯性导航系统的定位结果是可信的,将定位周期内的定位结果记录为第二定位结果,当惯性导航系统工作时长超过定位周期时,设置系统重置基准定位信息,并以新的基准定位信息为基础重新开始定位,开始新一周期的定位工作。

s302、根据得到所述第二定位结果的时间,以及预先设定的信赖度计算函数,计算得到所述第二定位结果的权重因子;其中,所述信赖度计算函数为用于计算在一个定位周期内获取的定位结果的权重因子的函数;

具体的,在本发明实施例中,针对惯性导航系统的定位精度随时间降低的特性,设定惯性导航系统在一个定位周期内的定位结果的权重因子为β∈[0,1]。

进一步的,根据惯性导航系统累积误差的特性,设置其定位结果(即第二定位结果)的信赖度随工作时间的增长而下降。利用韦伯衰减,设定信赖度计算函数:

其中,65为函数衰减半衰期,2.5为固定参数。

并且,设定上述计算函数的周期为设定的定位周期(例如为t秒),其衰减曲线如图4所示。

根据上述信赖度计算函数,在惯性导航系统解算得到第二定位结果的同时,计算得到第二定位结果的信赖度,作为其权重因子。

s303、在定位周期结束时,控制所述惯性导航系统,将基准定位信息重置为在当前定位周期结束时刻,通过加权融合所述无线定位系统以及所述惯性导航系统的解算数据获得的对所述移动目标的定位结果。

具体的,由于惯性导航系统的定位精度随时间增长而降低,因此,本发明实施例为惯性导航系统设定定位周期,在每一个定位周期结束时,惯性导航系统以定位周期结束时刻为零时刻,重新开始定位。并且,在一个定位周期结束时,惯性导航系统重置基准定位信息,不再以之前解算得到的位置信息继续解算定位目标位置,而是以重置的基准定位信息为基础重新开始解算,这样可以在每一定位周期开始时,消除上一定位周期的累积误差,提高定位精度。

在本发明实施例中,设定惯性导航系统在一个定位周期结束时刻,重置基准定位信息时,将基准定位信息重置为在定位周期结束时刻,通过无线定位系统和惯性导航系统动态融合定位的定位结果。

可选的,在本发明的另一个实施例中,所述检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态,包括:

监测所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果;

当监测确认所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果在设定的阈值范围内时,确认所述移动目标由运动状态转变为静止状态。

具体的,本发明实施例提供了判断所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态的方法参见图5所示,可通过惯性导航系统的三轴陀螺仪、三轴加速度计、以及加速度计解算出的加速度的方差值进行判定,如果其输出在设定的阈值范围内,则可以判定定位目标的位置没有变化,即移动目标由运动状态转变为静止状态。

本发明实施例公开了一种定位装置,参见图6所示,该装置包括:

定位单元601,用于利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,以及利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;

融合单元602,用于根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果;

检测单元603,用于检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态;

第一处理单元604,用于当检测到所述移动目标由运动状态转变为静止状态时,控制所述定位单元601停止利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,以及停止计算得到所述第二定位结果的权重因子,同时保持利用所述无线定位系统解算得到对所述移动目标的第一定位结果,并根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到对所述移动目标的定位结果;

第二处理单元605,用于当检测到所述移动目标由静止状态再次进入运动状态时,控制所述定位单元601利用根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到的对所述移动目标的定位结果,对所述惯性导航系统进行参数归零处理和校正处理,并控制定位单元601开始利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子。

具体的,本实施例中各个单元的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

本发明实施例提出的定位装置,在对定位目标进行定位时,首先由定位单元601利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子,以及利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;然后融合单元602根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果。同时,当检测单元603检测到移动目标处于静止状态时,第一处理单元604控制定位单元601停止利用惯性导航系统对移动目标进行定位,仅通过无线定位系统对移动目标进行定位;当检测到移动目标再次开始运动时,第二处理单元605控制定位单元601利用无线定位系统的定位结果,对惯性导航系统进行校正处理。采用上述定位技术方案,实现了对惯性导航系统以及无线定位系统的定位结果的基于误差特性分析的动态加权,使得对惯性导航系统获取的定位结果与无线定位系统获取的定位结果的权重分配与惯性导航系统及无线定位系统的定位过程相匹配,同时在定位过程中实现了对惯性导航系统的校正,降低了惯性导航系统的定位误差,利于提升定位精度。

可选的,在本发明的另一个实施例中,定位单元601利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子时,具体用于:

利用无线定位系统解算得到移动目标的可能坐标点;分别计算得到所述可能坐标点中的每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子;根据所述每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子,计算得到所述每个坐标点的权重;根据所述每个坐标点的权重,对所述每个坐标点进行加权处理,得到对所述移动目标的第一定位结果,以及计算得到所述每个坐标点的权重的平均值,作为所述第一定位结果的权重因子。

具体的,本实施例中定位单元601的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

可选的,在本发明的另一个实施例中,定位单元601利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子时,具体用于:

按照设定的定位周期,循环执行以下操作:

利用惯性导航系统,对所述移动目标进行定位,得到对所述移动目标的第二定位结果;根据得到所述第二定位结果的时间,以及预先设定的信赖度计算函数,计算得到所述第二定位结果的权重因子;其中,所述信赖度计算函数为用于计算在一个定位周期内获取的定位结果的权重因子的函数;在定位周期结束时,控制所述惯性导航系统,将基准定位信息重置为在当前定位周期结束时刻,通过加权融合所述无线定位系统以及所述惯性导航系统的解算数据获得的对所述移动目标的定位结果。

具体的,本实施例中定位单元601的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

可选的,在本发明的另一个实施例中,检测单元603检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态时,具体用于:

监测所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果;当监测确认所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果在设定的阈值范围内时,确认所述移动目标由运动状态转变为静止状态。

具体的,本实施例中检测单元603的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

本发明实施例还公开了一种定位系统,参见图7所示,该系统包括:

第一定位单元701,用于利用无线定位系统解算得到对移动目标的第一定位结果,并计算得到所述第一定位结果的权重因子;

第二定位单元702,用于利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子;

融合处理单元703,用于根据所述第一定位结果的权重因子,以及所述第二定位结果的权重因子,对所述第一定位结果与所述第二定位结果进行加权融合处理,得到对所述移动目标的定位结果;

检测处理单元704,用于检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态;当检测到所述移动目标由运动状态转变为静止状态时,控制第二定位单元702停止利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,以及停止计算得到所述第二定位结果的权重因子,同时控制第一定位单元701保持利用所述无线定位系统解算得到对所述移动目标的第一定位结果,并根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到对所述移动目标的定位结果;当检测到所述移动目标由静止状态再次进入运动状态时,利用根据所述无线定位系统解算得到的对所述移动目标的第一定位结果,计算得到的对所述移动目标的定位结果,对所述惯性导航系统进行参数归零处理和校正处理,并控制第二定位单元702开始利用所述惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子。

具体的,本实施例中各个单元的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

可选的,在本发明的另一个实施例中,参见图8所示,第一定位单元701,包括:

解算定位单元7011,用于利用无线定位系统解算得到移动目标的可能坐标点;

第一计算单元7012,用于分别计算得到所述可能坐标点中的每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子;

第二计算单元7013,用于根据所述每个坐标点与所述无线定位系统中的各个锚节点之间的信赖度因子,计算得到所述每个坐标点的权重;

第三计算单元7014,用于根据所述每个坐标点的权重,对所述每个坐标点进行加权处理,得到对所述移动目标的第一定位结果,以及计算得到所述每个坐标点的权重的平均值,作为所述第一定位结果的权重因子。

具体的,本实施例中各个单元的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

可选的,在本发明的另一个实施例中,第二定位单元702利用惯性导航系统解算得到对所述移动目标的第二定位结果,并计算得到所述第二定位结果的权重因子时,具体用于:

按照设定的定位周期,循环执行以下操作:

利用惯性导航系统,对所述移动目标进行定位,得到对所述移动目标的第二定位结果;根据得到所述第二定位结果的时间,以及预先设定的信赖度计算函数,计算得到所述第二定位结果的权重因子;其中,所述信赖度计算函数为用于计算在一个定位周期内获取的定位结果的权重因子的函数;在定位周期结束时,控制所述惯性导航系统,将基准定位信息重置为在当前定位周期结束时刻,通过加权融合所述无线定位系统以及所述惯性导航系统的解算数据获得的对所述移动目标的定位结果。

具体的,本实施例中第二定位单元702的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

可选的,在本发明的另一个实施例中,检测处理单元704检测所述移动目标是否由运动状态转变为静止状态时,具体用于:

监测所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果;

当监测确认所述惯性导航系统的陀螺仪与加速度计的解算结果在设定的阈值范围内时,确认所述移动目标由运动状态转变为静止状态。

具体的,本实施例中检测处理单元704的具体工作内容,请参见对应的方法实施例的内容,此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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