9m至1.2m之间，则可信度为0.15 ;第一位置信息与第二位置信息之间的距离在1.2m以外，则可信度为0.05 ；由此所述定位系统基于步骤SI中所确定的第一位置信息及步骤S2中所确定的第二位置信息之间的距离，来确定可信度，若可信度为0.5,则直接将第一位置信息作为所述目标的当前位置；若可信度为0.05,则直接将第二位置信息作为所述目标的当前位置；若可信度为0.15或0.3,则基于对应的可信度采用相应的加权算法对所述第一位置信息与第二位置信息进行加权运算，并将所计算的结果作为所述目标的当前位置。
[0047]需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述所述仅仅只是列示，而非对本发明的限制，事实上，可采用其他算法来对所述第一位置信息及第二位置信息进行运算来获得所述目标的当前位置等；此外，也可在每一种可信度时均采用相应诸如加权等算法来确定目标的当前位置等；再有，可信度也可采用其他方式来表示，例如，等级等等。
[0048]此外，还需说明的是，步骤S1、S2、S3的先后顺序不限，例如，可先执行步骤S2、S3后再执行步骤SI，也可3个步骤同时进行等等。
[0049]如图3所示，本发明提供一种基于超声波和惯性导航组合来定位目标的定位系统。所述定位系统I包括:超声波定位模块11、惯性导航模块12、以及目标定位模块13。
[0050]所述超声波定位模块11采用超声波定位法对目标进行定位后予以温度补偿来获得所述目标的第一位置信息。
[0051]其中，所述目标包括任何设置有超声波发生器及惯性测量装置的目标，优选地，包括设置有超声波发生器及惯性测量装置且处于室内的目标。
[0052]具体地，当目标进入室内后，先在该室内的预定初始位置停留片刻，所述超声波定位模块11采用超声波定位法对目标的初始位置进行定位并温度补偿，随后，当所述目标由预定初始位置开始移动时，所述超声波定位模块11通过超声波定位法及温度补偿来获得所述目标的当前的第一位置信息。
[0053]其中，所述预定初始位置优选采用能保证3个或3个以上超声波接收点可以接收到设置在目标的超声波发生器所发出的超声波信号的位置，例如，如图2所示的初始点，当目标处于该初始点时，设置在室内左上、左下、右上、右下的4个超声波接收设备均能接收到设置在目标的超声波发生器所发出的超声波信号。
[0054]优选地,所述超声波定位模块11基于第一预定温度补偿曲线来对超声波定位后的结果进行温度补偿。
[0055]其中，所述第一预定温度补偿曲线是利用高低温箱采集不同温度下大量多次数据，利用最小误差法拟合出温度补偿曲线。
[0056]需要说明的是，本领域技术人员应该理解，基于超声波来对目标进行定位的方式及详细过程，故在此不再予以详述。
[0057]所述惯性导航模块12采用惯性导航定位法对所述目标进行定位后再予以温度来获得所述目标的第二位置信息。
[0058]具体地，当所述目标停留在初始位置时，所述惯性导航模块12先采用惯性导航定位法对目标的初始位置进行定位并温度补偿，随后，当所述目标由预定初始位置开始移动时，所述惯性导航模块12通过惯性导航定位法及温度补偿来获得所述目标的当前的第二位置信息。
[0059]优选地，所述惯性导航模块12基于第二预定温度补偿曲线来对惯性导航定位后的结果进行温度补偿。
[0060]其中，所述第二预定温度补偿曲线是利用高低温箱采集不同温度下大量多次数据，利用最小误差法拟合出温度补偿曲线。
[0061]需要说明的是，本领域技术人员应该理解，基于惯性导航定位法来对目标进行定位的方式及详细过程，故在此不再予以详述。
[0062]所述目标定位模块13基于第一位置信息与第二位置信息之间的距离及该距离的可信度来定位所述目标。
[0063]其中，所述可信度基于惯性导航定位法和/或超声波定位法的精度来预先确定。
[0064]例如，当第一位置信息与第二位置信息之间的距离在0.3m以内，则可信度为0.5 ；当第一位置信息与第二位置信息之间的距离在0.3m至0.9m之间，则可信度为0.3 ;第一位置信息与第二位置信息之间的距离在0.9m至1.2m之间，则可信度为0.15 ;第一位置信息与第二位置信息之间的距离在1.2m以外，则可信度为0.05 ；由此所述定位系统基于步骤SI中所确定的第一位置信息及步骤S2中所确定的第二位置信息之间的距离，来确定可信度，若可信度为0.5,则直接将第一位置信息作为所述目标的当前位置；若可信度为0.05,则直接将第二位置信息作为所述目标的当前位置；若可信度为0.15或0.3,则基于对应的可信度采用相应的加权算法对所述第一位置信息与第二位置信息进行加权运算，并将所计算的结果作为所述目标的当前位置。
[0065]需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述所述仅仅只是列示，而非对本发明的限制，事实上，可采用其他算法来对所述第一位置信息及第二位置信息进行运算来获得所述目标的当前位置等；此外，也可在每一种可信度时均采用相应诸如加权等算法来确定目标的当前位置等；再有，可信度也可采用其他方式来表示，例如，等级等等。
[0066]综上所述，本发明的基于超声波和惯性导航组合来定位目标的方法及系统通过将超声波定位与惯性导航定位相结合的方式来实现对目标，尤其是室内目标的定位，可大幅提高定位精度的同时，解决超声波单独定位存在盲区的问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0067]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种基于超声波和惯性导航组合来定位目标的方法，其特征在于，所述基于超声波和惯性导航组合来定位目标的方法至少包括: 采用超声波定位法对目标进行定位后予以温度补偿来获得所述目标的第一位置信息； 采用惯性导航定位法对所述目标进行定位后再予以温度补偿来获得所述目标的第二位置信息； 基于第一位置信息与第二位置信息之间的距离及该距离的可信度来定位所述目标。
2.根据权利要求1所述的基于超声波和惯性导航组合来定位目标的方法，其特征在于:所述可信度基于惯性导航定位法和/或超声波定位法的精度来确定。
3.根据权利要求1所述的基于超声波和惯性导航组合来定位目标的方法，其特征在于:所述目标为室内目标。
4.根据权利要求1所述的基于超声波和惯性导航组合来定位的方法，其特征在于:基于第一预定温度补偿曲线来对超声波定位后的结果进行温度补偿。
5.根据权利要求1所述的基于超声波和惯性导航组合来定位的方法，其特征在于:基于第二预定温度补偿曲线来对惯性导航后的结果进行温度补偿。
6.一种基于超声波和惯性导航组合来定位目标的定位系统，其特征在于，所述基于超声波和惯性导航组合来定位目标的定位系统至少包括: 超声波定位模块，用于采用超声波定位法对目标进行定位后予以温度补偿来获得所述目标的第一位置信息； 惯性导航模块，用于采用惯性导航定位法对所述目标进行定位后再予以温度补偿来获得所述目标的第二位置信息； 目标定位模块，基于第一位置信息与第二位置信息之间的距离及该距离的可信度来定位所述目标。
7.根据权利要求6所述的基于超声波和惯性导航组合来定位目标的定位系统，其特征在于:所述可信度基于惯性导航定位法和/或超声波定位法的精度来确定。
8.根据权利要求6所述的基于超声波和惯性导航组合来定位目标的定位系统，其特征在于:所述目标为室内目标。
9.根据权利要求6所述的基于超声波和惯性导航组合来定位的定位系统，其特征在于:所述超声波定位模块基于第一预定温度补偿曲线来对超声波定位后的结果进行温度补m\-ΖΧ ο
10.根据权利要求6所述的基于超声波和惯性导航组合来定位的定位系统，所述惯性导航模块基于第二预定温度补偿曲线来对惯性导航后的结果进行温度补偿。
【专利摘要】本发明提供一种基于超声波和惯性导航组合来定位目标的方法及系统。根据本发明的方法，先采用超声波定位法对目标进行定位后予以温度补偿来获得所述目标的第一位置信息、采用惯性导航定位法对所述目标进行定位后再予以温度补偿来获得所述目标的第二位置信息、后，再基于第一位置信息与第二位置信息之间的距离及该距离的可信度来定位所述目标，由此可有效提高对目标，尤其是室内目标的定位精度。
【IPC分类】G01C21-16, G01S11-14
【公开号】CN104569958
【申请号】CN201310492699
【发明人】苑广欣, 钱华, 董斌, 何风行, 马娜, 鲁方林
【申请人】中国科学院上海高等研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月18日