定位系統(tǒng)及方法、數(shù)據(jù)庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種定位系統(tǒng)及方法、數(shù)據(jù)庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練方法，其中，定位系統(tǒng)可通過慣性測量單元IMU獲取的作為歷史測量信息的一組或多組第二測量信息與超寬帶UWB單元獲取的作為歷史位置信息的一組或多組第二位置信息進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練，從而可進(jìn)一步通過慣性測量單元IMU獲取的第一測量信息以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型獲取目標(biāo)對應(yīng)的第一位置信息，以完成對目標(biāo)對象的定位。因此，本發(fā)明專利技術(shù)可以解決相關(guān)技術(shù)中UWB定位的定位效果易于受環(huán)境遮擋或多徑效應(yīng)的影響而造成的干擾的問題，以達(dá)到提高UWB定位的精度的效果。

Positioning system and method, database, neural network model training method

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
定位系統(tǒng)及方法、數(shù)據(jù)庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練方法
本專利技術(shù)涉及導(dǎo)航領(lǐng)域，具體而言，涉及一種定位系統(tǒng)及方法、數(shù)據(jù)庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練方法。
技術(shù)介紹
超寬帶（UltraWideBand，UWB）技術(shù)是一種使用1GHz以上頻率帶寬的無線載波通信技術(shù)。UWB技術(shù)不采用正弦載波，而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很大，盡管使用無線通信，但其數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百兆比特每秒以上。使用UWB技術(shù)可在非常寬的帶寬上傳輸信號，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）對UWB技術(shù)的規(guī)定為：在3.1~10.6GHz頻段中占用500MHz以上的帶寬。由于UWB技術(shù)具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、截獲率低、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)，因此，UWB技術(shù)對于室內(nèi)場景下可實(shí)現(xiàn)精確的定位。圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)提供的UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)的工作示意圖，如圖1所示，UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)通常由定位基站和定位標(biāo)簽兩部分構(gòu)成，基站單元為預(yù)先布設(shè)好的擁有固定坐標(biāo)的單元，通常情況下，至少4個基站單元就可以完成對標(biāo)簽UWB單元的定位。UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)進(jìn)行定位過程中，可由定位基站或定位標(biāo)簽主動發(fā)起測距請求，并進(jìn)一步通過飛行時間法（Timeofflight，TOF）測距方式或到達(dá)時間差（TimeDifferenceofArrival，TDOA）測距方式以確定定位標(biāo)簽的位置，從而實(shí)現(xiàn)定位。目前的UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位過程中，由于定位場景內(nèi)的環(huán)境遮擋或多徑效應(yīng)可能會對定位效果造成極大的干擾，圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)提供的UWB室內(nèi)定位的環(huán)境遮擋示意圖，如圖2所示，UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)工作過程中，當(dāng)定位基站與定位標(biāo)簽之間存在遮擋，如墻壁等，進(jìn)而導(dǎo)致定位基站與定位標(biāo)簽之間的信號傳輸受到干擾以造成定位精度下降。對此，相關(guān)技術(shù)中采用增加基站的分布數(shù)量或密度的方式，以減少環(huán)境遮擋或多徑效應(yīng)的影響；但上述增加基站的過程中的布設(shè)難度以及設(shè)備成本均會極大的提高。針對上述相關(guān)技術(shù)中，UWB定位的定位效果易于受環(huán)境遮擋或多徑效應(yīng)的影響而造成的干擾的問題，相關(guān)技術(shù)中尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種定位系統(tǒng)及方法、數(shù)據(jù)庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練方法，以至少解決相關(guān)技術(shù)中UWB定位的定位效果易于受環(huán)境遮擋或多徑效應(yīng)的影響而造成的干擾的問題。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實(shí)施例，提供了一種定位系統(tǒng)，包括：慣性測量單元IMU，配置為獲取第一測量信息與一組或多組第二測量信息，其中，所述第一測量信息為目標(biāo)對象的實(shí)時測量信息，所述第二測量信息為歷史測量信息；超寬帶UWB單元，配置為獲取一組或多組第二位置信息，其中，所述第二位置信息為歷史位置信息；解算單元，配置為根據(jù)所述第一測量信息以及預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定第一位置信息，并根據(jù)所述第一位置信息對目標(biāo)對象進(jìn)行定位；其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是根據(jù)所述一組或多組第二測量信息與所述一組或多組第二位置信息訓(xùn)練得到的。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，還提供了一種數(shù)據(jù)庫，包括：一組或多組第二測量信息，一組或多組第二位置信息，以及所述一組或多組第二測量信息與所述一組或多組第二位置信息之間的對應(yīng)關(guān)系；其中，所述一組或多組第二測量信息為通過一個或多個慣性測量單元IMU獲取，所述一組或多組第二位置信息通過一個或多個超寬帶UWB單元獲取。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，還提供了一種定位方法，包括：獲取第一測量信息以及一組或多組第二測量信息；其中，所述第一測量信息為目標(biāo)對象的實(shí)時測量信息，所述一組或多組第二測量信息為歷史測量信息；根據(jù)所述第一測量信息以及預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定第一位置信息，并根據(jù)所述第一位置信息對所述目標(biāo)對象進(jìn)行定位；其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是根據(jù)一組或多組第二測量信息與一組或多組第二位置信息訓(xùn)練得到的，所述一組或多組第二位置信息為歷史位置信息。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，還提供了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練方法，包括：獲取一組或多組第二測量信息，其中，所述一組或多組第二測量信息通過慣性測量單元IMU進(jìn)行獲取；獲取一組或多組第二位置信息，其中，所述一組或多組第二位置信息通過超寬帶UWB單元進(jìn)行獲取；根據(jù)所述一組或多組第二測量信息以及所述一組或多組第二位置信息對預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以得到訓(xùn)練后的所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，還提供了一種定位裝置，包括：測量模塊，用于獲取第一測量信息以及一組或多組第二測量信息；其中，所述第一測量信息為目標(biāo)對象的實(shí)時測量信息，所述一組或多組第二測量信息為歷史測量信息；解算模塊，用于根據(jù)所述第一測量信息以及預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定第一位置信息，并根據(jù)所述第一位置信息對所述目標(biāo)對象進(jìn)行定位；其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是根據(jù)一組或多組第二測量信息與一組或多組第二位置信息訓(xùn)練得到的，所述一組或多組第二位置信息為歷史位置信息。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，還提供了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練裝置，包括：第一獲取模塊，用于獲取一組或多組第二測量信息，其中，所述一組或多組第二測量信息通過慣性測量單元IMU進(jìn)行獲取；第二獲取模塊，用于獲取一組或多組第二位置信息，其中，所述一組或多組第二位置信息通過超寬帶UWB單元進(jìn)行獲取；訓(xùn)練模塊，用于根據(jù)所述一組或多組第二測量信息以及所述一組或多組第二位置信息對預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以得到訓(xùn)練后的所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)中存儲有計(jì)算機(jī)程序，其中，所述計(jì)算機(jī)程序被設(shè)置為運(yùn)行時執(zhí)行上述任一項(xiàng)方法實(shí)施例中的步驟。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，還提供了一種電子裝置，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器被設(shè)置為運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序以執(zhí)行上述任一項(xiàng)方法實(shí)施例中的步驟。通過本專利技術(shù)，由于可通過慣性測量單元IMU獲取的作為歷史測量信息的一組或多組第二測量信息與超寬帶UWB單元獲取的作為歷史位置信息的一組或多組第二位置信息進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練，從而可進(jìn)一步通過慣性測量單元IMU獲取的第一測量信息以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型獲取目標(biāo)對應(yīng)的第一位置信息，以完成對目標(biāo)對象的定位。因此，本專利技術(shù)可以解決相關(guān)技術(shù)中UWB定位的定位效果易于受環(huán)境遮擋或多徑效應(yīng)的影響而造成的干擾的問題，以達(dá)到提高UWB定位的精度的效果。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本專利技術(shù)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的不當(dāng)限定。在附圖中：圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)提供的UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)的工作示意圖；圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)提供的UWB室內(nèi)定位的環(huán)境遮擋示意圖；圖3是根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例提供的定位系統(tǒng)的功能示意圖；圖4是根據(jù)本專利技術(shù)具體實(shí)施例提供的定位系統(tǒng)的工作示意圖；圖5是根據(jù)本專利技術(shù)具體實(shí)施例提供的定位系統(tǒng)的交互示意圖（一）；圖6是根據(jù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：/n慣性測量單元IMU，配置為獲取第一測量信息與一組或多組第二測量信息，其中，所述第一測量信息為目標(biāo)對象的實(shí)時測量信息，所述第二測量信息為歷史測量信息；/n超寬帶UWB單元，配置為獲取一組或多組第二位置信息，其中，所述第二位置信息為歷史位置信息；/n解算單元，配置為根據(jù)所述第一測量信息以及預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定第一位置信息，并根據(jù)所述第一位置信息對目標(biāo)對象進(jìn)行定位；其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是根據(jù)所述一組或多組第二測量信息與所述一組或多組第二位置信息訓(xùn)練得到的。/n

【技術(shù)特征摘要】
20191016 CN 20191098492611.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：
慣性測量單元IMU，配置為獲取第一測量信息與一組或多組第二測量信息，其中，所述第一測量信息為目標(biāo)對象的實(shí)時測量信息，所述第二測量信息為歷史測量信息；
超寬帶UWB單元，配置為獲取一組或多組第二位置信息，其中，所述第二位置信息為歷史位置信息；
解算單元，配置為根據(jù)所述第一測量信息以及預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定第一位置信息，并根據(jù)所述第一位置信息對目標(biāo)對象進(jìn)行定位；其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是根據(jù)所述一組或多組第二測量信息與所述一組或多組第二位置信息訓(xùn)練得到的。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述IMU至少包括以下至少之一：加速度傳感器、角速度傳感器、地磁傳感器；其中，
所述加速度傳感器配置為獲取第一加速度信息以及第二加速度信息，所述第一加速度信息為所述目標(biāo)對象的實(shí)時加速度信息，所述第二加速度信息為歷史加速度信息；
所述角速度傳感器配置為獲取第一角速度信息，或者，所述角速度傳感器配置為獲取第一角速度信息以及第二角速度信息；所述第一角速度信息為所述目標(biāo)對象的實(shí)時角速度信息，所述第二角速度信息為歷史角速度信息；
所述地磁傳感器配置為獲取第一地磁信息，或者，所述地磁傳感器配置為獲取第一地磁信信息以及第二地磁信息；所述第一地磁信息為所述目標(biāo)對象的實(shí)時地磁信息，所述第二地磁信息為歷史地磁信息。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一測量信息至少包括所述第一加速度信息，所述第二測量信息至少包括所述第二加速度信息；
所述解算單元還配置為，根據(jù)所述第一加速度信息以及所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定第一速率信息，并根據(jù)所述第一速率信息以及所述第一角速度信息確定所述第一位置信息，以對所述目標(biāo)對象進(jìn)行定位。


4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括濾波單元，所述濾波單元配置為，根據(jù)所述第一地磁信息以及所述第一角速度信息進(jìn)行互補(bǔ)濾波處理，以獲取第一航向信息；
所述解算單元還配置為，根據(jù)所述第一速率信息以及所述第一航向信息確定所述第一位置信息，以對所述目標(biāo)對象進(jìn)行定位。


5.一種數(shù)據(jù)庫，其特征在于，包括：
一組或多組第二測量信...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張?zhí)K，黃珊，
申請(專利權(quán))人：張?zhí)K，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32