一种基于视距与非视距判别的toa测距误差纠正方法及系统的制作方法
【专利说明】—种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及定位技术领域，特别是指一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法及系统。
【背景技术】
[0002]近年来，定位技术在军事、安防、健康监护、应急救护、智能家居等领域具有广阔应用前景。但是在建筑物内部，矿井，隧道等室内环境中，由于卫星信号受到各种建筑物的遮挡，而无法进行卫星定位，只能进行一种室内的非卫星定位。TOA(Time of arrival，时间到达)测距法是一种非卫星定位，TOA是一种通过测量无线信号的传输时间来估计距离长度的方法，例如，预先设定无线信号从A通信节点发送的时刻是Ts，到达B通信节点的时刻是Tr，速度为C，则两通信节点之间的距离值d可以表示为d = (Tr-Ts) *C，TOA测距法具有较高的测距精度，是目前众多目标定位系统中常用的非卫星方法，但是，当通信节点处于非视距场景下时，TOA测距误差大，这些误差会导致定位的偏执，其中，视距是指A通信节点与B通信节点之间的通讯信号没有被物体遮挡，非视距是指A通信节点与B通信节点之间的通讯信号被物体遮挡。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法及系统。，以解决现有技术所存在的通信节点处于非视距状态时，TOA测距误差大的冋题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正方法，包括:
[0005]在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
[0006]根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
[0007]根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值。
[0008]可选地，所述在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值包括:
[0009]在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
[0010]按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
[0011]在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
[0012]按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
[0013]可选地，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数包括:
[0014]根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G ;
[0015]根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g;
[0016]根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z ;
[0017]根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z。
[0018]可选地，所述根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距和非视距的切割曲线函数及误判概率包括:
[0019]对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析，确定视距和非视距的切割曲线函数；
[0020]根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非视距的概率j及非视距误判为视距的概率k。
[0021]可选地，所述根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值包括:
[0022]通过切割曲线函数判断新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度是属于视距场景还是非视距场景；
[0023]若新测量的测距值和接收信号强度属于视距场景，则通过关系式:z*(l-k)+g*k，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值；
[0024]若新测量的测距值和接收信号强度属于非视距场景，则通过关系式:z*j+g*(l_j)，确定纠正后的新测量的所述通信节点间的测距值。
[0025]本发明实施例还提供一种基于视距与非视距判别的TOA测距误差纠正系统，包括:
[0026]测量单元，用于在视距场景下和非视距场景下，根据通信节点的位置，分别测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
[0027]确定单元，用于根据测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，确定视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率；
[0028]纠正单元，用于根据已确定的视距误差纠正函数、非视距误差纠正函数、视距和非视距的切割曲线函数及误判概率对新测量的通信节点间的测距值和接收信号强度进行纠正处理，确定纠正后的新测量的通信节点间的测距值。
[0029]可选地，所述测量单元包括:
[0030]视距第一测量模块，用于在视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
[0031]视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值；
[0032]非视距第一测量模块，用于在非视距场景下，根据通信节点A、通信节点B的初始位置，测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值；
[0033]非视距第二测量模块，用于按照预设的位置移动规则，改变通信节点A、通信节点B的位置，继续测量所述通信节点间的测距值、接收信号强度，同时记录通信节点间的真实距离值，直至无法测到通信节点间的测距值。
[0034]可选地，所述确定单元包括:
[0035]视距误差偏移量确定模块，用于根据视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数G ；
[0036]视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数G以及视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数g ;
[0037]非视距误差偏移量确定模块，用于根据非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度及真实距离值，拟合出非视距场景下各个接收信号强度下的误差偏移量的表示函数Z ；
[0038]非视距误差纠正函数确定模块，用于根据所述误差偏移量的表示函数Z以及非视距场景下通信节点间的测距值，确定视距误差纠正函数z。
[0039]可选地，所述确定单元还包括:
[0040]统计分析模块，用于对视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况进行统计分析；
[0041]切割曲线确定模块，用于确定视距和非视距的切割曲线函数；
[0042]误判概率确定模块，用于根据视距场景下和非视距场景下测量到的所述通信节点间的测距值、接收信号强度的分布情况及所述切割曲线函数，确定各接收信号强度下视距误判为非