气压计辅助的UWB室内定位方法*

孙建强，尚俊娜，刘新华，施浒立，张东丽

(1.杭州电子科技大学 通信工程学院，浙江 杭州310018； 2.中国科学院国家天文台，北京 100012)

0 引 言

现阶段，常见的室内定位技术主要包括红外线定位技术、超声波定位技术、蓝牙定位技术、ZigBee定位技术、无线射频定位技术、超宽带(ultra wide band,UWB)定位技术等[1]。WiFi，ZigBee虽然定位成本较低，但是受室内场景变化影响明显，更新指纹库繁琐，定位精度较低；而超声波定位虽然具有高的定位精度，但是定位成本高并且易受干扰；光学成像只适合LOS情况；射频识别(radio frequency identification,RFID)定位成本低，但是定位精度是可变的[2,3]；UWB在定位精度、抗干扰方面具有明显优势，适合室内环境的定位，但在室内三维定位时，需布置大量基站，其成本较高。因此，为降低其成本同时又保证其定位准确性。

本文提出了一种气压计辅助UWB的室内定位方法，修正UWB室内定位在高度方向的误差，减少基站数量，进行准确的三维定位，并实时动态更新位置。

1 气压计融合UWB室内定位

传统的UWB室内定位，通常是在各个楼层布置大量的基站，通过各种定位方法来解算标签的二维平面坐标(x,y)，并通过识别不同楼层的基站信息来进行高度和楼层的判别，从而达到三维定位的目的;或者直接定位标签的三维坐标(x,y,z)，这时，布置的基站需要特别拉开z轴的高度差，以确保在z轴上的精确度。若采用到达时间差(time difference of arrival,TDOA)进行定位，至少需要4个以上基站才能完成[4]。

相较于传统的UWB定位算法，本文采用了广义延拓外推的方法，在现有原始数据的基础上，实现数据的平稳外推，使在基站较少的情况下可以外推得到运动趋势一致的定位数据，实现良好的二维平面定位；……