CN103561387A - 一种基于TDoA的室内定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线传感网技术与室内定位系统领域，涉及一种基于TDoA的室内定位方法及系统。该方法包括：待定位节点和基准节点分别发送源信号和辅助信号，所述源信号和所述辅助信号为不同时刻发出的；所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差；所述待定位节点、第一接收节点和第二接收节点分别向所述基准节点发送所述时间差；所述基准节点根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息；所述基准节点根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置。该方法无需时间同步，极大地减少了传统TDoA方法存在的误差；较传统的TDoA方法至少节约了一个参考点。

Description

一种基于TDoA的室内定位方法及系统

技术领域

本发明涉及无线传感网技术与室内定位系统领域，涉及一种基于TDoA的室内定位方法及系统。

背景技术

在普适计算、移动互联网和物联网发展日新月异的今天，位置信息的重要性也愈加凸显。越来越多的应用和服务开始挖掘和利用位置信息，为用户带来基于地理位置的服务，于是随之而来的定位问题也得到了人们的关注。随着社会的高速发展，城市中的高楼鳞次栉比，需要精确便捷的室内定位。TDoA(TimeDifference of Arrival，到达时间差)和ToA(Time of Arrival，到达时间)为无线定位技术。

现有的基于TDoA的室内定位方法包括：根据已知的TDoA测量值和监测节点位置坐标，利用Chan算法多次计算得到多个目标节点的坐标；将圆周半径的0.2倍作为门限，对于门限内定位坐标进行统计平均；将统计平均得到的坐标作为Taylor算法的初始值，再计算目标节点的坐标，对所得定位坐标进行统计平均，得到最终的目标节点的坐标值。

现有的基于室内定位的存在如下缺陷：基于的TDoA定位方法需要时间同步，因而定位的误差较大；需要的参考节点个数较多，从而具有较高的成本。

发明内容

本发明实施例的目的在于通过对室内定位技术的研究，减轻干扰因素的影响，开发实现一种比较精确的室内定位技术，让用户能够在移动终端上实时地观测到自己的地理位置。

一方面，本发明实施例提供了一种基于TDoA的室内定位方法，其中，待定位节点和基准节点分别发送源信号和辅助信号，所述源信号和所述辅助信号为不同时刻发出的；

所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差；

所述待定位节点、第一接收节点和第二接收节点分别向所述基准节点发送所述时间差；

所述基准节点根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息；

所述基准节点根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置。

另一方面，本发明实施例还提供了一种基于TDoA的室内定位系统,该系统包括待定位节点、基准节点、第一接收节点和第二接收节点，其中，

所述待定位节点和所述基准节点分别用于发送源信号和辅助信号，所述源信号和所述辅助信号为不同时刻发出的；

所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差；

所述待定位节点、第一接收节点和第二接收节点分别用于向所述基准节点发送所述时间差；

所述基准节点用于根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息；

所述基准节点用于根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置。

上述技术方案提出的一种基于TDoA的室内定位方法及系统具有低成本、部署方便和精度较高等特点。具体来说，本发明实施例具有如下优点：使用了无需时间同步的TDoA室内定位方法，极大地减少了传统TDoA方法存在的误差；结合使用了ToA与TDoA的方法，减少了参考点的使用，只用3个参考点就完成了实验，较传统的TDoA方法至少节约了一个参考点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明第一实施例中提供的一种基于TDoA的室内定位方法的实现流程图。

图2是本发明第一实施例中调频声音信号的良好特征。

图3是本发明第一实施例中声音信号相关匹配的典型结果的图形。

图4是本发明第一实施例中通过TD2S得到待定位节点和基准节点之间距离的示意图。

图5是本发明第一实施例中通过TD2S得到第一接收节点和第二接收节点到基准节点之间距离的示意图。

图6是本发明第二实施例中提供的一种基于TDoA的室内定位系统的网络拓扑图。

图7是本发明第二实施例中提供的一种基于TDoA的室内定位系统的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行更加详细与完整的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

室内定位技术能够应用于如下场景：大型建筑的室内导航（如商场，工厂，机场等）、基于地理位置的普适计算（如人群感知）、广告的精确投放、增强虚拟现实和服务社交网络功能。

图1-图5示出了本发明的第一实施例。图1是本发明第一实施例中提供的一种基于TDoA的室内定位方法的流程示意图，该方法包括：

步骤101、待定位节点和基准节点分别发送源信号和辅助信号，所述源信号和所述辅助信号为不同时刻发出的。

所述源信号S和所述辅助信号S′为同一线性调频信号。为了方便检测和精确计算源信号S或辅助信号S′到达时间，在室内定位方法中需要自相关性质良好的声源信号。为了生成方便和设备友好支持，选择调频信号。

图2是本发明第一实施例中调频声音信号的良好特征。左侧图展示了调频信号幅值随时间变化，中间图展示了调频信号频率随时间线性变化，右侧图展示了调频信号在过滤之后的完美结果。本发明实施例中所述源信号S和所述辅助信号S′分别为不同时刻发出的同一线性调频信号f(t)。线性调频信号是一种频率随着时间线性变化的信号，若用普通的正弦信号生成，所述源信号和所述辅助信号的表达式可以表述如下：

$f\left(t\right)=\sin \left(2\mathrm{\Π}(f_c+\frac{k}{2}t)t\right)$

其中，f_c是初始频率，可选的为2kHz（千赫兹）。k是频率变化系数，可选的为80000。可选的，本发明实施例中声源信号频率变化为2kHz-6kHz，时间长度为50ms（毫秒）。

待定位节点U具有发出特定声波信号、接收记录声波信号以及和基准节点O即服务器通信的功能。优选的，待定位节点U为手机。而在其它硬件方面，基准节点O为电脑；第一接收节点A和第二接收节点B均应该装备以下硬件：扬声器、麦克风和无线通信模块，以能够接收所述源信号S和所述辅助信号S′，并能够与所述基准节点O实现数据交互。

由于在实际的应用场景中，仪器设备对声音信号的识别存在软件和硬件的误差，因此如果在应用层对声音信号进行识别，延迟是不确定且无法预测的。本发明实施例中，各个节点（即待定位节点U、基准节点O、第一接收节点A和第二接收节点B）采用录音的方法准确地测算出接收两个声音信号即源信号S和辅助信号S′的时间差。在各个节点工作时，让各个节点一直处于录音状态。

步骤102、所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差。

在各个节点分别接收所述源信号和所述辅助信号以分别获得时间差中，首先各个节点通过匹配算法识别所述源信号S和所述辅助信号S’。图3是本发明第一实施例中声音信号相关匹配的典型结果的图形。，其中峰值分别代表了原始信号和辅助信号到达的时间。

在步骤101中，所述源信号S和所述辅助信号S’具有良好的自相关性质，于是可以通过互相关(Cross-correlation)验证方法将目标信号，即所述源信号或所述辅助信号区分出来。假设我们的目标信号为f(t)，模版信号为g(t)，

由于在室内定位系统中，f(t)和g(t)都是离散的有限长度的声音信号。因此，可以使用如下的归一化互相关函数计算f′(t)和g(t)的互相关系数corr，且－1≤corr≤1：

$\mathrm{corr}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{(f\text{'}\left(i\right)-\stackrel{\‾}{f\text{'}})(g\left(i\right)-\stackrel{\‾}{g})}{{\mathrm{\σ}}_{f\text{'}}{\mathrm{\σ}}_g}$

其中，n是模版信号g(t)的长度，f′(t)是f(t)长度为n的子串，σ_f′和σ_g分别是f′(t)和g(t)的平均值。

由于各个节点均录制了两次模版信号，通过对目标信号每一个长度为n的子串进行分析，可以获得两个峰值。理论上这两个相关系数的峰值就对应着声源信号S和辅助信号S′的到达时间。

然而在实际使用中，由于多径效应以及其它干扰的存在，相关系数的最高峰并不一定能指代信号的到达时间。在系统调试与实验的过程中，发现在测距距离较长时，相关系数的最高峰往往是由多个信号叠加产生的，实际信号应该早于最高峰到达。因此设计如下算法来找出信号到达的准确时间。其中，算法参数的实验经验值为α=β=0.5，ω_x=ω_y=2000。

所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述源信号，并分别记录所述源信号的接收时间；所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述辅助信号，并分别记录所述辅助信号的接收时间；所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别根据所述源信号的接收时间和所述辅助信号的接收时间，计算所述时间差。

在本发明实施例中，定义TD2S为节点接收到两个声音信号的时间差。通过对录制音频的分析，得到精确的TD2S信息。将各个节点的录制频率设置为f=44.1kHz，这是一般录音设备都支持的采样频率。这意味着，每过(1/f)秒，节点就可以通过其内置的数模转换器将收到的信号转化为一个数值。因此只要能够在音频流中找到待检测的信号，其精度可以达到0.023ms。假设，当接收器接收源信号S时，对应着第i个采样数据；当接收器接收辅助信号S′时，对应着第j个采样数据，则该接收器的TD2S=(j-i)/f。因此，消除了传统方法可能带来的误差，较为精准地得到两个信号到达的时间差。

通过对录音分析获得所述待定位节点分别接收所述源信号和所述辅助信号的时间差为T_U。基准节点、第一接收节点和第二接收节点的时间差依次为T_O,T_A和T_B。

步骤103、所述待定位节点、第一接收节点和第二接收节点分别向所述基准节点发送所述时间差。

图4是本发明第一实施例中通过TD2S得到待定位节点和基准节点之间距离的示意图。图5是本发明第一实施例中通过TD2S得到第一接收节点和第二接收节点到基准节点之间距离的示意图。在步骤102中，所述待定位节点U、第一接收节点A和第二接收节点B接收源信号S和辅助信号S’的时间差依次为T_U、T_A和T_B。所述待定位节点U、第一接收节点A和第二接收节点B分别向所述基准节点O发送所述T_U、T_A和T_B。所述基准节点O分别存储待定位节点U、基准节点O、第一接收节点A和第二接收节点B的时间差依次为T_U、T_O、T_A和T_B。

步骤104、所述基准节点根据所述时间差，计算TDOA信息和TOA信息。

所述基准节点根据所述时间差计算所述待定位节点到所述基准节点的距离；所述基准节点根据所述时间差分别计算所述第一接收节点和第二接收节点到所述基准节点的距离。

根据T_U、T_O、T_A和T_B，通过下式计算待定位节点U和基准节点O之间的距离信息D_UO，其中，假设待定位节点分别接收源信号和辅助信号的时间为t_Uo,t_U1，基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收源信号和辅助信号的时间依次为t_Oo,t_O1、t_Ao,t_A1和t_Bo,t_B1，

$D_{\mathrm{UO}}=\frac{1}{2}(d_{U,O}+d_{O,U})$

$=\frac{c}{2}((t_{O0}-t_U)+(t_{U1}-t_O))$

$=\frac{c}{2}((t_{U1}-t_{U0})-(t_{O1}-t_{O0})+(t_{O1}-t_O)+(t_{U0}-t_U))$

$=\frac{c}{2}((t_{U1}-t_{U0})-(t_{O1}-t_{O0}))+\frac{1}{2}(d_{O,O}+d_{U,U})$

该公式中，c表示声音的传播速度，d_O，O，和d_U，U分别表示基准节点O和待定位节点U上扬声器和话筒之间的距离，这个距离完全可以通过提前测量得到。因此两个设备的距离仅由表达式的前两项决定。而(t_U1-t_U0)和(t_O1-t_O0)分别是基准节点O和待定位节点U独立测量的TD2S信息T_U和T_O，因此可以通过该公式精确地得到待定位节点U和基准节点O之间的距离。

通过TD2S信息，还可以通过下式计算第一接收节点A到基准节点O的距离D_A，O：

$D_{A,O}=c(t_{O1}-t_{A1})$

$=c((t_{O3}-t_{O3})-(t_{O3}-t_{O1})+(t_{O3}-t_{O1}))$

$=c((t_{O3}-t_{A3})-(t_{O3}-t_{O1})+(t_{A4}-t_{A1})-(t_{A4}-t_{A3}))$

$=c(\frac{d_{A,O}}{c}-(t_{O3}-t_{O1})+(t_{A4}-t_{A1})-\frac{d_{A,A}}{c})$

$=c((t_{A4}-t_{A1})-(t_{O3}-t_{O1}))+d_{A,O}+d_{A,A}$

在该公式中，c表示声音的传播速度，d_A，O表示第一接收节点A的扬声器和到基准节点O的麦克风之间的距离，d_A，A表示第一接收节点A的扬声器和到第一接收节点A的麦克风之间的距离，这个距离完全可以通过提前测量得到。因此两个设备的距离仅由表达式的前两项决定。而(t_A4-t_A1)和(t_O3-t_O1)分别是第一接收节点和基准节点独立测量的TD2S信息T_A和T_O，因此可以通过该公式精确地得到第一接收节点A到基准节点O的距离。

同理可得，第二接收节点B到基准节点O的距离D_B,O为:

D_B，O=c((t_B4-t_B1)-(t_O3-t_O1))+d_B，O+d_B，B

在该公式中，c表示声音的传播速度，d_B，O表示第二接收节点B的扬声器和到基准节点O的麦克风之间的距离，d_B，B表示第二接收节点B的扬声器和到第二接收节点B的麦克风之间的距离，这个距离完全可以通过提前测量得到。因此两个设备的距离仅由表达式的前两项决定。而(t_B4－t_B1)和(t_O3－t_O1)分别是第二接收节点和基准节点独立测量的TD2S信息T_B和T_O，因此可以通过该公式精确地得到第二接收节点B到基准节点O的距离。

步骤105、所述基准节点根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置。

所述基准节点根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置之后还包括：所述基准节点向所述待定位节点发送所述待定位节点的位置；所述待定位节点显示所述待定位节点的位置。

通过上节得到距离信息，我们可以很容易地将复杂的TDoA定位问题，转化为简单的三边定位问题。若待定位节点为U，基准节点为O，第一、第二接收节点为A，B。在步骤104中，根据时间差信息TD2S分别计算获得声源节点U、第一接收节点A和第二接收节点B到基准节点O之间的距离D_UO、D_AO和D_BO；。因此，计算声源节点到两个参考节点之间的距离

D_UA=D_AO+D_UO，D_UB=D_BO+d_UO,

由于第一接收节点A、第二接收节点B和基准节点O都是已知位置的参考节点，因此，上述步骤中获得了待定位节点到3个已知位置节点的距离，原问题转化为了一个简单的三边定位。然而，在实际的使用中，距离测量难免存在误差，导致以三个已知位置节点为圆心，分别以三条已知距离为半径的圆不能相交于单个点。通过求超定线性系统的数值解以及最小二乘法来解决该问题，从而得到了待定位节点的精确位置。

假设待定位声源节点的坐标为(x₀，y₀),且其到第i个已知位置节点位置(x_i，y_i)的距离为d_i。则有

$d_i=\sqrt{{(x_i-x_0)}^2+{(y_i-y_0)}^2}$

如果有n个已知位置节点，则有

d₁ ²=(x₁-x₀)²+(y₁-y₀)²

d₂ ²=(x₂-x₀)²+(y₂-y₀)²

……

d_n ²=(x_n-x₀)²+(y_n-y₀)²

之后所有的方程式都减去第一个方程式，因此我们可以得到

d₂ ²-d₁ ²=x₂ ²-x₁ ²-2(x₂-x₁)x₀+y₂ ²-y₁ ²-2(y₂-y₁)y₀

d₃ ²-d₁ ²=x₃ ²-x₁ ²-2(x₃-x₁)x₀+y₃ ²-y₁ ²-2(y₃-y₁)y₀

……

d_n ²-d₁ ²=x_n ²-x₁ ²-2(x_n-x₁)x₀+y_n ²-y₁ ²-2(y_n-y₁)y₀将以上方程写成矩阵形式

$\left[\begin{array}{ccc}{x}_2-x_1& & y_2-y_1\\ x_3-x_1& & y_3-y_1\\ & .\\ & .\\ & .\\ x_n-x_1& & y_n-y_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{x_2}^2+{y_2}^2-{d_2}^2-({x_1}^2+{y_1}^2-{d_1}^2)\\ {x_3}^2+{y_3}^2-{d_3}^2-({x_1}^2+{y_1}^2-{d_1}^2)\\ .\\ .\\ .\\ {x_n}^2+{y_n}^2-{d_n}^2-({x_1}^2+{y_1}^2-{d_1}^2)\end{array}\right]$

该矩阵可以进一步简写为

Hx=b

其中

$H=\left[\begin{array}{ccc}{x}_2-x_1& & y_2-y_1\\ x_3-x_1& & y_3-y_1\\ & .& \\ & .& \\ & .& \\ x_n-x_1& & y_n-y_1\end{array}\right],x=\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$

$b=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{x_2}^2+{y_2}^2-{d_2}^2-({x_1}^2+{y_1}^2-{d_1}^2)\\ {x_3}^2+{y_3}^2-{d_3}^2-({x_1}^2+{y_1}^2-{d_1}^2)\\ .\\ .\\ .\\ {x_n}^2+{y_n}^2-{d_n}^2-({x_1}^2+{y_1}^2-{d_1}^2)\end{array}\right]$

这个方程式的最小方差解为

$\hat{x}={\left(H^{T}H\right)}^{-1}{H}^{T}b$

本发明实施例中，n=3。如果需要进一步提高系统的精确度，完全可以增加更多的参考点，然后通过一样的算法来得到声源节点的更精确位置,但是增加参考节点的数目会导致该定位方法的成本增加。因此，本发明实施例减少了系统的参考点开销，并且依然保持了系统的可拓展性。

现有的TDoA定位方法需要较多的参考节点，通过观察发现，其实可以结合ToA和TDoA的信息来减少所需的参考点数目，并降低定位算法的复杂度。

综上，本发明实施例中基于TDoA的室内定位方法包括下列流程：所有节点开始录音；待定位节点在t₀时刻发出源信号S；待定位节点U、基准节点O、第一接收节点A和第二接收节点B分别在t_Uo、t_Oo、t_Ao和t_Bo时刻接收源信号S；经过一定时间间隔，基准节点O在t₁时刻发出辅助信号S′；待定位节点U、基准节点O、第一接收节点A和第二接收节点B分别在t_U1、t_O1、t_A1和t_B1时刻接收辅助信号S′；待定位节点U、基准节点O、第一接收节点A和第二接收节点B分别根据自身的录音，分析得出源信号S和辅助信号S′到达自己的时间差；待定位节点U、第一接收节点A和第二接收节点B分别将自己得到的TD2S信息发送给基准节点O；基准节点O根据对应的TD2S信息计算得到TDoA信息（D_AO和D_BO）和ToA信息（D_UO）；基准节点O根据TDoA信息和ToA信息计算得到待定位节点U的位置；基准节点O将位置信息发送给待定位节点U；待定位节点U在手机客户端上显示即时位置信息，完成一次定位。

本发明实施例具有下列优点：在普通手机上实现了实时室内定位，而不像现有的室内定位方法需要额外的特殊设备；使用了无需时间同步的TDoA室内定位方法，极大地减少了传统TDoA方法存在的误差；为高精度的定位方法，由于直接采用了较高的声音采样频率(44.1kHz)，理论上定位精度可以达到0.77厘米；结合使用ToA与TDoA的方法，减少了参考点的使用，只用3个参考点就完成了实验。较现有的TDoA方法至少节约了一个参考点。

图6和图7示出了本发明的第二实施例。图6是本发明第二实施例中提供的一种基于TDoA的室内定位系统的网络拓扑图，其中U是待定位节点，O是基准节点，A和B分别为系统的第一接收节点和第二接收节点。图7是本发明第二实施例中提供的一种基于TDoA的室内定位系统的工作流程示意图。

本发明实施例中，基于TDoA的室内定位系统包括待定位节点、基准节点、第一接收节点和第二接收节点，其中，所述待定位节点和所述基准节点分别用于发送源信号和辅助信号，所述源信号和所述辅助信号为不同时刻发出的；所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差；所述待定位节点、第一接收节点和第二接收节点分别用于向所述基准节点发送所述时间差；所述基准节点用于根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息；所述基准节点用于根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置。

该系统中，在所述基准节点用于根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置之后还包括：所述基准节点还用于向所述待定位节点发送所述待定位节点的位置；所述待定位节点还用于显示所述待定位节点的位置。

在所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别用于接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差，具体包括：所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于接收所述源信号，并分别记录所述源信号的接收时间；所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于接收所述辅助信号，并分别记录所述辅助信号的接收时间；所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于根据所述源信号的接收时间和所述辅助信号的接收时间，计算所述时间差。

在所述基准节点用于根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息中，具体包括：所述基准节点用于根据所述时间差计算所述待定位节点到所述基准节点的距离；所述基准节点用于根据所述时间差分别计算所述第一接收节点和第二接收节点到所述基准节点的距离。

本发明实施例中，所述源信号和所述辅助信号为同一线性调频信号。本实施例中，待定位节点为手机。随着智能手机的普及，人们往往都会随身携带着自己的手机，定位了手机，也就能够大致定位用户的地理位置。此外，待定位节点需要具有发出特定声波信号、接收记录声波信号以及和基准节点，即服务器通信的功能。因此，手机无疑是实现室内定位的最佳载体之一。

而在其它硬件方面，需要2个接收器作为接收节点和一台笔记本电脑作为基准节点。这些硬件将作为系统基础设施的一部分不会被移动。此外，每个接收器应该装备以下硬件：扬声器、麦克风和无线通信模块。在系统中，接收器只需要接收前后两个声音信号，并将相应的时间信息传给笔记本电脑上部署的服务器即可。而服务器再通过汇集而来的时间信息，算出手机的具体位置，最后将结果反馈给用户的手机，从而完成一次定位过程。

上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于TDoA的室内定位方法，其特征在于，包括：

待定位节点和基准节点分别发送源信号和辅助信号，所述源信号和所述辅助信号为不同时刻发出的；

所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差；

所述待定位节点、第一接收节点和第二接收节点分别向所述基准节点发送所述时间差；

所述基准节点根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息；

所述基准节点根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基准节点根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置之后还包括：

所述基准节点向所述待定位节点发送所述待定位节点的位置；

所述待定位节点显示所述待定位节点的位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差，具体包括：

所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述源信号，并分别记录所述源信号的接收时间；

所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别接收所述辅助信号，并分别记录所述辅助信号的接收时间；

所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别根据所述源信号的接收时间和所述辅助信号的接收时间，计算所述时间差。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基准节点根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息包括：

所述基准节点根据所述时间差计算所述待定位节点到所述基准节点的距离；

所述基准节点根据所述时间差分别计算所述第一接收节点和第二接收节点到所述基准节点的距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源信号和所述辅助信号为同一线性调频信号。

6.一种基于TDoA的室内定位系统，其特征在于，包括待定位节点、基准节点、第一接收节点和第二接收节点，其中，

所述待定位节点和所述基准节点分别用于发送源信号和辅助信号，所述源信号和所述辅助信号为不同时刻发出的；

所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差；

所述待定位节点、第一接收节点和第二接收节点分别用于向所述基准节点发送所述时间差；

所述基准节点用于根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息；

所述基准节点用于根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述基准节点用于根据所述TDoA信息和所述ToA信息，计算所述待定位节点的位置之后还包括：

所述基准节点还用于向所述待定位节点发送所述待定位节点的位置；

所述待定位节点还用于显示所述待定位节点的位置。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述待定位节点、所述基准节点、第一接收节点和第二接收节点分别用于接收所述源信号和所述辅助信号，以分别获得时间差，具体包括：

所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于接收所述源信号，并分别记录所述源信号的接收时间；

所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于接收所述辅助信号，并分别记录所述辅助信号的接收时间；

所述待定位节点、所述基准节点、所述第一接收节点和所述第二接收节点分别用于根据所述源信号的接收时间和所述辅助信号的接收时间，计算所述时间差。

9.根据权利要求6-7中任一项所述的系统，其特征在于，在所述基准节点用于根据所述时间差，计算TDoA信息和ToA信息中，具体包括：

所述基准节点用于根据所述时间差计算所述待定位节点到所述基准节点的距离；

所述基准节点用于根据所述时间差分别计算所述第一接收节点和第二接收节点到所述基准节点的距离。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述源信号和所述辅助信号为同一线性调频信号。

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