基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114994601A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210621595.7(22)申请日2022.06.02(71)申请人合肥联睿微电子科技有限公司地址230088安徽省合肥市高新区望江西路800号动漫基地A4栋1107室(72)发明人李虹宇呂逸群許益源(74)专利代理机构泰和泰律师事务所51219专利代理师邱剑宁(51)Int.Cl.G01S5/02(2010.01)G06F17/11(2006.01)权利要求书1页说明书11页附图2页(54)发明名称基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法及系统(57)摘要本发明提供一种基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位系统，包括距离测量计算模块，其特征在于，还包括：有限阶非零导数量测方程生成模块，调整改变量测方程，使非线性量测方程的泰勒级数展开只包含有限项；自适应噪声均值估计模块，运用自适应算法估计调整改变后的量测方程中的量测噪声均值；广义卡尔曼滤波位置解算模块，基于系统状态方程、调整改变后的量测方程，与自适应算法结合，运用广义卡尔曼滤波原理解算目标位置。调整改变后的量测方程，三阶以上偏导数全部为零，二阶偏导数绝大部分为零。由于三阶以上偏导数全部为零确保了泰勒级数三阶以上的项全部为零，即便估计值与标称值之间的偏差较大，也不会轻易导致卡尔曼滤波器发散。CN114994601ACN114994601A权利要求书1/1页1.一种基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位系统，包括距离测量计算模块，其特征在于，还包括：有限阶非零导数量测方程生成模块，调整改变量测方程，使非线性量测方程的泰勒级数展开只包含有限项；自适应噪声均值估计模块，运用自适应算法估计调整改变后的量测方程中的量测噪声均值；广义卡尔曼滤波位置解算模块，基于系统状态方程、调整改变后的量测方程，与自适应算法结合，运用广义卡尔曼滤波原理解算目标位置。2.根据权利要求1所述的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位系统，其特征在于：所述调整改变量测方程是对原始量测方程两边同时执行平方运算。3.根据权利要求1所述的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位系统，其特征在于：所述自适应算法是SAGE‑HUSA自适应算法。4.根据权利要求1所述的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位系统，其特征在于：所述距离测量计算模块执行蓝牙RSSI测距。5.一种在如权利要求1至4任一项所述的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位系统上运行的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法，包括计算和测量待定位目标与各信标之间的距离，其特征在于，还包括：调整改变量测方程，使非线性量测方程的泰勒级数展开只包含有限项；运用自适应算法估计调整改变后的量测方程中的量测噪声均值；基于系统状态方程、调整改变后的量测方程，与自适应算法结合，运用广义卡尔曼滤波原理解算目标位置。6.根据权利要求5所述的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法，其特征在于：所述调整改变量测方程是对原始量测方程两边同时执行平方运算。7.根据权利要求5所述的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法，其特征在于：所述自适应算法是SAGE‑HUSA自适应算法。8.根据权利要求5所述的基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法，其特征在于：所述距离测量的方法是蓝牙RSSI测距。2CN114994601A说明书1/11页基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法及系统技术领域[0001]本发明涉及无线定位导航技术领域，具体涉及一种基于距离测量的广义卡尔曼滤波定位方法及系统。背景技术[0002]随着现代社会的不断发展，城镇化进程加快，大型建筑日益增多，人们80％以上的时间处于室内环境(含地下、矿井、隧道等)，餐饮、购物、地铁交通成为人们生活中十分重要的组成部分，这些变化引起人们对室内位置服务的需求正迅速增加。而公共安全、生产安全、应急救援、公共卫生、物联网、特殊人群监护、大型场馆管理、智慧城市建设等领域都需要使用准确的室内定位信息，因此，室内导航与位置服务产业有上万亿的市场空间。[0003]目前，室内定位技术种类繁多，按信号覆盖区域大小可以分为两大类：①局域室内定位，如无线局域网(WLAN)、射频标签(RFID)、紫蜂(Zigbee)、蓝牙(BlueTooth，BT)、超宽带无线电(UltraWideBand，UWB)、地磁场强、红外定位、光跟踪定位、计算机视觉定位、超声波定位等。②广域室内定位，如基于移动通信网络的辅助GPS(A‑GPS)、伪卫星(Pseudolite)、地面数字通信及广播网络定位系统等。蓝牙定位技术以其低成本、低功耗、定位精度较高的优势，已经实现网络的广泛覆盖，并被大量应用于室内定位场景。[0004]蓝牙5.0的发布，降低了功耗，大大提高了定位的准确度，而它的定位–物联网设备