【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及目標(biāo)定位，尤其涉及一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、移動(dòng)目標(biāo)定位是指通過特定的定位技術(shù)來確定移動(dòng)物體(如手機(jī)、車輛、人員等)在空間中的實(shí)時(shí)位置。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)定位、車輛導(dǎo)航、物流追蹤、緊急救援等多個(gè)領(lǐng)域，為人們提供了極大的便利。
2、經(jīng)檢索，中國專利號為cn116256739b的專利技術(shù)專利公開了一種基于無線電多點(diǎn)探測的移動(dòng)目標(biāo)坐標(biāo)定位系統(tǒng)，包括：目標(biāo)探測模塊：用于通過監(jiān)測點(diǎn)定點(diǎn)發(fā)射無線電信號探測監(jiān)測范圍內(nèi)的對于無線電信號的環(huán)境擾動(dòng)；目標(biāo)定位模塊：用于根據(jù)目標(biāo)探測模塊的探測數(shù)據(jù)對移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位；目標(biāo)測高模塊：用于對移動(dòng)目標(biāo)的高度進(jìn)行定位；目標(biāo)測速模塊；用于測量移動(dòng)目標(biāo)的速度；目標(biāo)顯示模塊：用于根據(jù)對移動(dòng)目標(biāo)的綜合定位數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。本專利技術(shù)通過定位算法估算移動(dòng)目標(biāo)的可能存在區(qū)域，分析監(jiān)測點(diǎn)信號理論信號強(qiáng)度值和實(shí)際測量值的偏差，再求解偏差之和的最小值計(jì)算移動(dòng)信號的位置。同時(shí)能夠根據(jù)所需測量精度，自動(dòng)調(diào)整移動(dòng)目標(biāo)的定位數(shù)據(jù)，既沒有提高成本，又提高了測量精度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該中國專利號為cn116256739b的專利技術(shù)專利解決了現(xiàn)有技術(shù)在不提高成本的情況下，如何基于現(xiàn)有無線電監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高移動(dòng)目標(biāo)的定位精度的問題。
3、但上述系統(tǒng)在實(shí)際使用中，在復(fù)雜場景中，如在城市中心的高樓林立區(qū)域，車輛在道路上高速行駛時(shí)，信號可能會(huì)受到周圍高樓、橋梁以及地下停車場等設(shè)施的遮擋和反射，造成多路徑效應(yīng)，導(dǎo)致接收信號的延遲和強(qiáng)度變化，使系統(tǒng)難以準(zhǔn)確計(jì)算出目標(biāo)的真實(shí)位置，因此提出一種移
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中在復(fù)雜場景中，如在城市中心的高樓林立區(qū)域，車輛在道路上高速行駛時(shí)，信號可能會(huì)受到周圍高樓、橋梁以及地下停車場等設(shè)施的遮擋和反射，造成多路徑效應(yīng)，導(dǎo)致接收信號的延遲和強(qiáng)度變化，使系統(tǒng)難以準(zhǔn)確計(jì)算出目標(biāo)的真實(shí)位置的缺點(diǎn)，而提出的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用了如下技術(shù)方案：
3、一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，包括：
4、定位信號接收模塊；負(fù)責(zé)接收定位信息；
5、多路徑效應(yīng)抑制模塊：負(fù)責(zé)處理接收到預(yù)處理后信號中的多路徑效應(yīng)問題；
6、融合定位模塊：負(fù)責(zé)將不同定位源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；
7、實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建模塊：負(fù)責(zé)構(gòu)建周圍環(huán)境的地圖，并實(shí)時(shí)估計(jì)目標(biāo)位置；
8、目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與預(yù)測模塊：負(fù)責(zé)估計(jì)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)狀態(tài)，并根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型預(yù)測其未來位置；
9、所述定位信息接收模塊負(fù)責(zé)從各種信號源接收目標(biāo)定位信息，信號源包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、wi-fi和藍(lán)牙定位、uwb信號以及激光雷達(dá)等，所述定位信號接收模塊將接收到的信息傳遞給多路徑效應(yīng)抑制模塊，所述多路徑效應(yīng)抑制模塊負(fù)責(zé)采用信號處理技術(shù)對接收的信息進(jìn)行篩選和優(yōu)化，消除多路徑效應(yīng)帶來的干擾，提供清晰且準(zhǔn)確的信號輸入供后續(xù)定位計(jì)算使用，所述多路徑效應(yīng)抑制模塊將多路徑效應(yīng)抑制后的信號傳遞給融合定位模塊，所述融合定位模塊負(fù)責(zé)采用卡爾曼濾波方法，通過迭代過程結(jié)合多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，最小化預(yù)測誤差，從而提供更加精確的定位結(jié)果，將來自不同定位源(如衛(wèi)星導(dǎo)航、地面基站、慣性導(dǎo)航等)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，所述融合定位模塊將融合定位結(jié)果傳遞給實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建模塊，所述實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建模塊負(fù)責(zé)在無法準(zhǔn)確獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信息時(shí)，通過車載傳感器(如激光雷達(dá)、相機(jī)等)實(shí)時(shí)估計(jì)目標(biāo)位置并實(shí)時(shí)構(gòu)建周圍環(huán)境的地圖，幫助目標(biāo)實(shí)時(shí)定位，并提供導(dǎo)航功能，所述實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建模塊將實(shí)時(shí)定位信息和地圖數(shù)據(jù)傳遞給目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與預(yù)測模塊，所述目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與預(yù)測模塊對目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)，并基于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型，如車輛的動(dòng)力學(xué)模型，預(yù)測目標(biāo)在未來一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
10、上述技術(shù)方案進(jìn)一步包括：
11、優(yōu)選的，所述接收定位信息的具體步驟為：
12、對系統(tǒng)接收設(shè)備進(jìn)行初始化工作，檢查天線連接、校準(zhǔn)接收頻率、設(shè)置接收參數(shù)等，初始化完成后，定位信號接收搜索定位信號，通過掃描特定的頻率范圍，以尋找來自衛(wèi)星或地面基站的發(fā)射信號；
13、檢測到定位信號時(shí)，定位信號接收模塊捕獲定位信號，捕獲過程通常包括鎖定信號的頻率和相位，以及提取信號的編碼信息，捕獲成功后定位信號接收模塊進(jìn)入跟蹤階段，連續(xù)監(jiān)控信號的強(qiáng)度和相位變化，以確保信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，如果信號質(zhì)量下降或丟失，模塊會(huì)嘗試重新捕獲信號；
14、對跟蹤的定位信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，解調(diào)是將接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為基帶信號的過程，解碼則是從基帶信號中提取出有用的定位信息(如衛(wèi)星時(shí)間戳、衛(wèi)星軌道參數(shù)等)，對解碼后的定位信息進(jìn)行驗(yàn)證和校正；
15、將經(jīng)過驗(yàn)證和校正的定位數(shù)據(jù)輸出到多路徑效應(yīng)抑制模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理。
16、優(yōu)選的，所述多路徑效應(yīng)抑制模塊包括信號預(yù)處理單元、多路徑信號檢測單元、多路徑信號分離單元、多路徑效應(yīng)抑制單元、信號補(bǔ)強(qiáng)與補(bǔ)償單元、多路徑效應(yīng)評估單元以及輸出單元，所述信號預(yù)處理單元負(fù)責(zé)對接收到的信號進(jìn)行預(yù)處理，所述多路徑信號檢測單元負(fù)責(zé)檢測接收信號中的多路徑分量，所述多路徑信號分離單元分離多路徑信號，所述多路徑效應(yīng)抑制單元負(fù)責(zé)消除多路徑效應(yīng)中的干擾，所述信號補(bǔ)強(qiáng)與補(bǔ)償單元負(fù)責(zé)對信號進(jìn)行強(qiáng)化或補(bǔ)償，所述多路徑效應(yīng)評估單元負(fù)責(zé)評估多路徑效應(yīng)抑制的效果，并根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整前面的處理策略，所述輸出單元負(fù)責(zé)將處理后的信號輸出給融合定位模塊。
17、優(yōu)選的，所述處理接收到預(yù)處理后信號中的多路徑效應(yīng)問題的具體過程為：
18、對接收到的信號進(jìn)行預(yù)處理操作，如濾波、去噪等，以提高信號的質(zhì)量，并提取信號的關(guān)鍵特征，如信號的強(qiáng)度、相位、頻率等，用于后續(xù)的多路徑效應(yīng)檢測和抑制；
19、通過分析信號的多普勒頻移識(shí)別是否存在多路徑效應(yīng)，多普勒頻移是由于信號源與接收器之間的相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的頻率變化，多普勒頻移具體計(jì)算公式為：其中，δf是多普勒頻移，f0是信號源的原始頻率，v是信號源于接收器之間的相對速度，c是光速，θ是信號源于接收器之間的夾角；
20、再通過分析信號的相位變化進(jìn)一步確認(rèn)是否存在多路徑效應(yīng)，多路徑信號由于傳播路徑不同，會(huì)導(dǎo)致相位的變化，相位變化具體計(jì)算公式為：其中，是相位變化，δd是傳播路徑的差異，λ是信號的波長；
21、確認(rèn)存在多路徑效應(yīng)后使用自適應(yīng)濾波器根據(jù)信號的實(shí)時(shí)變化調(diào)整濾波參數(shù)對其抑制，可以減小多路徑信號的影響，其具體計(jì)算公式為：y(n)＝w(n)t*x(n)，其中，y(n)是濾波器的輸出，w(n)是濾波器的權(quán)系數(shù)向量，t是矩陣的轉(zhuǎn)置運(yùn)算，x(n)是輸入信號向量；
22、通過分析信號的多普勒頻移和相位變化特征，識(shí)別和剔除多路徑信號，只保留直達(dá)信號或主要信號，以提高定位精度，對剩余信號進(jìn)行重構(gòu)，恢復(fù)原始信號的波形和特征。
23、優(yōu)選的，所述將不同定位源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的具體過程為：
24、每個(gè)定位源提供測量數(shù)據(jù)為z本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述接收定位信息的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述多路徑效應(yīng)抑制模塊包括信號預(yù)處理單元、多路徑信號檢測單元、多路徑信號分離單元、多路徑效應(yīng)抑制單元、信號補(bǔ)強(qiáng)與補(bǔ)償單元、多路徑效應(yīng)評估單元以及輸出單元，所述信號預(yù)處理單元負(fù)責(zé)對接收到的信號進(jìn)行預(yù)處理，所述多路徑信號檢測單元負(fù)責(zé)檢測接收信號中的多路徑分量，所述多路徑信號分離單元分離多路徑信號，所述多路徑效應(yīng)抑制單元負(fù)責(zé)消除多路徑效應(yīng)中的干擾，所述信號補(bǔ)強(qiáng)與補(bǔ)償單元負(fù)責(zé)對信號進(jìn)行強(qiáng)化或補(bǔ)償，所述多路徑效應(yīng)評估單元負(fù)責(zé)評估多路徑效應(yīng)抑制的效果，所述輸出單元負(fù)責(zé)將處理后的信號輸出給融合定位模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述處理接收到預(yù)處理后信號中的多路徑效應(yīng)問題的具體過程為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述將不同定位源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的具體過程為：
6.根據(jù)權(quán)利
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與預(yù)測模塊包括狀態(tài)估計(jì)單元、運(yùn)動(dòng)模型與狀態(tài)轉(zhuǎn)移單元、運(yùn)動(dòng)預(yù)測單元、誤差估計(jì)與修正單元以及預(yù)測結(jié)果校正單元，所述狀態(tài)估計(jì)單元負(fù)責(zé)基于傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)估計(jì)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)狀態(tài)，所述運(yùn)動(dòng)模型與狀態(tài)轉(zhuǎn)移單元負(fù)責(zé)根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性描述目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所述運(yùn)動(dòng)預(yù)測單元負(fù)責(zé)根據(jù)運(yùn)動(dòng)模型預(yù)測目標(biāo)在未來時(shí)刻的狀態(tài)，所述誤差估計(jì)與修正單元負(fù)責(zé)估計(jì)和修正狀態(tài)估計(jì)過程中的誤差，所述預(yù)測結(jié)果校正單元負(fù)責(zé)對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)模型的具體建立步驟包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述接收定位信息的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述多路徑效應(yīng)抑制模塊包括信號預(yù)處理單元、多路徑信號檢測單元、多路徑信號分離單元、多路徑效應(yīng)抑制單元、信號補(bǔ)強(qiáng)與補(bǔ)償單元、多路徑效應(yīng)評估單元以及輸出單元，所述信號預(yù)處理單元負(fù)責(zé)對接收到的信號進(jìn)行預(yù)處理，所述多路徑信號檢測單元負(fù)責(zé)檢測接收信號中的多路徑分量，所述多路徑信號分離單元分離多路徑信號，所述多路徑效應(yīng)抑制單元負(fù)責(zé)消除多路徑效應(yīng)中的干擾，所述信號補(bǔ)強(qiáng)與補(bǔ)償單元負(fù)責(zé)對信號進(jìn)行強(qiáng)化或補(bǔ)償，所述多路徑效應(yīng)評估單元負(fù)責(zé)評估多路徑效應(yīng)抑制的效果，所述輸出單元負(fù)責(zé)將處理后的信號輸出給融合定位模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述處理接收到預(yù)處理后信號中的多路徑效應(yīng)問題的具體過...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬海舒，張紅松，黃玉春，孟育博，田英磊，馬磊，
申請(專利權(quán))人：河南工程學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。