CN105954721B - 室内定位方法、装置、设备及系统 - Google Patents
室内定位方法、装置、设备及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105954721B CN105954721B CN201610473619.3A CN201610473619A CN105954721B CN 105954721 B CN105954721 B CN 105954721B CN 201610473619 A CN201610473619 A CN 201610473619A CN 105954721 B CN105954721 B CN 105954721B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- anchor node
- msub
- equipment
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了室内定位方法、装置、设备及系统，所述方法包括：待定位设备发射定位信号，以供至少3个锚节点接收，所述定位信号的发射方向以预设的角速度改变，所述至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向；接收来自所述至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的；根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息。所述室内定位方法、装置、设备及系统可以提升定位的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及定位领域，尤其涉及室内定位方法、装置、设备及系统。
背景技术
定位技术应用广泛，现有的定位技术中，有基于射频识别(Radio FrequencyIdentification,RFID)的定位方法、基于全球定位系统(Global Positioning System，GPS)的定位方法、基于无线局域网(Wireless LAN，WLAN)的定位方法等等。
但是，现有的定位方法在用于室内定位时，其精确度有待提升。
发明内容
本发明解决的技术问题是提升定位方法的精确度。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种室内定位方法，包括：待定位设备发射定位信号，以供至少3个锚节点接收，所述定位信号的发射方向以预设的角速度改变，所述至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向；
接收来自所述至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的；
根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息。
可选的，根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息包括：
根据接收到所述来自所述至少3个锚节点的反馈信号彼此之间的时间差以及所述预设的角速度，确定至少两个夹角，所述至少两个夹角中的夹角为所述待定位设备与所述至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角；
根据所述至少两个夹角以及所述至少3个锚节点的位置信息计算得到所述待定位设备的位置信息。
可选的，所述的室内定位方法还包括：根据所述待定位设备的位置信息、待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
根据所述待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角减去所述旋转角度，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述待定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
可选的，所述待定位设备的位置信息(x，y)是根据如下公式计算得到的：
α＝ω(tB-tA)；
β＝ω(tC-tB)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，(xA，yA)、(xB，yB)、(xC，yC)分别为所述至少3个锚节点中锚节点A、锚节点B以及锚节点C在水平面的坐标；α为所述待定位设备与所述锚节点A和所述锚节点B之间的夹角；β为所述待定位设备与所述锚节点B和所述锚节点C之间的夹角；ω是所述预设的角速度；tA、tB、tC分别为所述待定位设备接收到来自所述锚节点A、锚节点B以及锚节点C的所述反馈信号的时刻。
可选的，所述室内定位方法还包括根据如下公式计算方位角γ：
γ＝atan2(y1-y，x1-x)-ω(t1-t0)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，t1是接收到第一反馈信号的时刻，t0为待定位设备开始发射所述定位信号的时刻，(x1，y1)是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点的位置坐标，所述第一反馈信号是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的，ω是所述预设的角速度。
可选的，所述定位信号包括以下任一种光信号：激光、红外光、可见光。
可选的，所述反馈信号为射频信号。
本发明实施例还提供一种室内定位装置，包括：
定位信号发射单元，适于控制待定位设备发射定位信号，以供至少3个锚节点接收，所述定位信号的发射方向以预设的角速度改变，所述至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向；
接收单元，适于接收来自所述至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的；
位置信息生成单元，适于根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息。
可选的，所述位置信息生成单元包括：
第一夹角计算子单元，适于根据接收到所述来自所述至少3个锚节点的反馈信号彼此之间的时间差以及所述预设的角速度，确定至少两个夹角，所述至少两个夹角中的夹角为所述待定位设备与所述至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角；
位置信息计算子单元，适于根据所述至少两个夹角以及所述至少3个锚节点的位置信息计算得到所述待定位设备的位置信息。
可选的，所述室内定位装置还包括：
第二夹角计算单元，适于根据所述待定位设备的位置信息、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
第三夹角计算单元，适于根据所述待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
方位角计算单元，适于将所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角与所述旋转角度做差，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述待定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
可选的，所述位置信息生成单元适于根据如下公式计算得到所述待定位设备的位置信息(x，y)：
α＝ω(tB-tA)；
β＝ω(tC-tB)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，(xA，yA)、(xB，yB)、(xC，yC)分别为所述至少3个锚节点中锚节点A、锚节点B以及锚节点C在水平面的坐标；α为所述待定位设备与所述锚节点A和所述锚节点B之间的夹角、β为所述待定位设备与所述锚节点B和所述锚节点C之间的夹角，ω是所述预设的角速度，tA、tB、tC分别为所述待定位设备接收到来自所述锚节点A、锚节点B以及锚节点C的所述反馈信号的时刻。
可选的，所述室内定位装置还包括方位角单元，所述方位角单元还适于根据如下公式计算方位角γ：
γ＝atan2(y1-y，x1-x)-ω(t1-t0)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，tA是接收到第一反馈信号的时刻，t0为待定位设备开始发射所述定位信号的时刻，(x1，y1)是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点的位置坐标，所述第一反馈信号是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的，ω是所述预设的角速度。
可选的，所述定位信号发射单元包括激光发射器、红外发射器或可见光发射器。
可选的，所述反馈信号为射频信号，所述接收单元包括射频信息接收器。
本发明实施例还提供一种室内定位设备，包括：
定位信号发射机构，适于发射定位信号；
驱动机构，与所述定位信号发射机构相耦接，适于驱动所述定位信号发射机构以预设的角速度改变所述定位信号的发射方向；
无线接收器，适于接收来自至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的。
可选的，所述定位信号发射机构包括：发射器件以及光路调整机构，其中：
所述发射器件适于生成第一信号；
所述光路调整机构与所述驱动机构相耦接，适于被所述驱动机构驱动，以改变所述第一信号的发射方向，得到所述定位信号，使得所述至少3个锚节点能够接收到所述定位信号。
可选的，所述光路调整机构为等腰直角棱镜或平面镜。
可选的，所述发射器件适于生成第一信号的产生方向垂直于水平面。
可选的，所述驱动机构包括：电机以及传动机构，所述电机通过所述传动机构驱动所述光路调整机构以所述第一信号的产生方向为轴按照预设的角速度自转。
可选的，所述室内定位设备还包括外壳，所述驱动机构、所述无线接收器以及所述发射器件配置于所述外壳内部，所述外壳留有与所述光路调整机构相适配的开口，所述光路调整机构配置于所述外壳外部。
可选的，所述定位信号发射机构包括以下任一种发射器件：激光发射器、红外光发射器、可见光发射器。
可选的，所述室内定位设备还包括：控制器，所述控制器与所述定位信号发射机构、所述驱动机构以及所述无线接收器相耦接；所述控制器适于根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述室内定位设备的位置信息。
可选的，所述控制器包括：
第二夹角计算单元，适于根据所述室内定位设备的位置信息、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述室内定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
第三夹角计算单元，适于根据所述室内定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
方位角计算单元，适于将所述室内定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角与所述旋转角度做差，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述室内定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
本发明实施例还提供一种室内定位系统，包括：所述室内定位设备以及所述至少3个锚节点；所述至少3个锚节点中的每个锚节点均包括：定位信号接收器、无线发射器；所述定位信号接收器适于接收所述定位信号；所述无线发射器耦接于所述定位信号接收器，适于发射响应于所述定位信号的反馈信号。
可选的，所述无线发射器包括：射频信号发射器。
可选的，所述至少3个锚节点位于同一水平面上。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
通过至少3个锚节点的反馈信号、预设的角速度和至少3个锚节点的位置信息，可以生成待定位设备的位置信息；由于反馈信号是锚节点响应于定位信号发送的，故可以通过接收到反馈信号的时间和预设的角速度确定待定位设备和锚节点的相对位置，从而可以结合锚节点的位置信息生成待定位设备的位置信息。由于发射信号是由待定位设备发射的，在室内定位时，干扰较少，并且精度较高；而现有技术中，例如地磁探测角度等方式，干扰较大；故通过预设的角速度和来自锚节点的反馈信号生成的待定位设备的位置信息具备较高的精度。
进一步，通过来自至少3个锚节点的反馈信号彼此之间的时间差，以及预设的角速度，可以计算得到至少两个夹角，该夹角是待定位设备与至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角，根据所述至少两个夹角以及锚节点的位置信息，可以得到待定位设备的位置信息。由于待定位设备与至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角是通过接收到反馈信号的时刻和预设的角速度确定的，故精度较高；由于计算得到的夹角是待定位设备与两个锚节点的夹角，为相对夹角，其实现的硬件成本相较于计算绝对夹角也降低很多。
进一步，通过根据所述待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度，待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角减去所述旋转角度，可以得到方位角。方位角是待定位设备的开始发射所述定位信号的方向与预设的方向的夹角，由于待定位设备开始发射所述定位信号的方向可以与待定位设备的朝向之间具备对应关系，故通过方位角可以获悉当前朝向与预设的方向的夹角，进而可以方便的应用于对待定位设备的控制场景中。
附图说明
图1是本发明实施例中一种室内定位方法的流程图；
图2是本发明实施例中一种至少3个锚节点与待定位设备的位置关系示意图；
图3是本发明实施例中一种所述待定位设备的位置信息的生成方法的流程图；
图4是本发明实施例中一种方位角的计算方法的流程图；
图5是本发明实施例中一种室内定位装置的结构示意图；
图6是本发明实施例中一种室内定位设备的结构示意图；
图7是本发明实施例中一种定位信号发射机构的结构示意图；
图8是本发明实施例中另一种室内定位设备的结构示意图；
图9是本发明实施例中一种室内定位系统的结构示意图；
图10是本发明实施例中一种锚节点的结构示意图。
具体实施方式
如前所述，定位技术应用广泛，现有的定位技术中存在多种定位方法。但是，在室内定位的应用场景中，对定位方法的精度要求较高，现有技术中的定位方法的精度有待提升。
在本发明实施例中，通过待定位设备发射以预设的角速度改变发射方向的定位信号，根据接收到的锚节点的反馈信号、所述预设的角速度以及锚节点的位置计算待定位设备的位置信息，由于发射信号是由待定位设备发射的，在室内定位时干扰较少，故可以提升定位方法的精确度。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例中一种定位方法的流程图。
在步骤S11中，待定位设备发射定位信号，以供至少3个锚节点接收，所述定位信号的发射方向以预设的角速度改变，所述至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向。
至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向可以是：至少3个锚节点在水平面的投影分布于待定位设备在水平面投影的不同方向。
至少3个锚节点与待定位设备的位置关系示意可以参见图2。图2示出的是3个锚节点(也即锚节点A、锚节点B、锚节点C)与待定位设备P在水平面上投影的位置关系，可以看出，锚节点A、锚节点B与锚节点C在水平面上分布于待定位设备P的不同方向。
可以理解的是，至少3个锚节点与待定位设备在竖直方向可以高度相同或者高度不同，只要至少3个锚节点能够接收到待定位设备发射的定位信号即可。待定位设备的高度可以是指待定位设备发射所述定位信号的高度。
在具体实施中，定位信号可以是方向性较好的信号，该信号可以是在误差范围内直线传播的信号，例如以下任一种光信号：红外光或可见光，尤其可以是具有单向性的激光。由于定位信号为方向性较好的信号，在定位信号的收发过程中干扰较少，通过该定位信号进行定位精度较高。
在本发明一实施例中，至少3个锚节点与待定位设备位于同一水平面，由此锚节点能够以较短的光路接收所述定位信号，用以计算待定位设备的水平面位置信息，进而提升定位效率。
在本发明另一实施例中，至少3个锚节点位于同一水平面，通过调整待定位设备发射的定位信号的方向，以使得至少3个锚节点能够接收到定位信号。
定位信号的发射方向以预设的角速度改变，例如可以是发射方向在水平面的分量以预设的角速度改变。在具体实施中，预设的角速度可以是不变的角速度。
在待定位设备生成定位信号后，可以改变定位信号的发射方向，以使得锚节点能够接收到定位信号。例如：当至少3个锚节点与所述待定位设备位于同一水平面时，若待定位设备最初生成的定位信号为垂直于水平面方向，可以改变定位信号的发射方向为水平方向，以使得定位信号的发射方向能够指向所述至少3个锚节点；当至少3个锚节点与所述待定位设备不在同一水平面时，可以改变最初生成的定位信号的发射方向，使定位信号的发射方向与水平面呈一定夹角，以使得定位信号的发射方向能够指向所述至少3个锚节点。
可以理解的是，设置3个锚节点即可配合待定位设备进行定位，但也可以设置更多的锚节点，以保证定位方法的可靠性，提升定位方法的精确度。例如，当设置4个锚节点时，若4个锚节点中的某个锚节点与待定位设备之间存在障碍物而不能进行定位信号的收发时，可以利用其余3个锚节点配合待定位设备进行定位。设置更多的锚节点也可以获得更多的有效数据，以进行数据筛选或数据整合，进而提升定位方法的精确度。
继续参照图1，在步骤S12中，待定位设备接收来自所述至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的。
定位信号的发射方向是以预设的角速度改变的，定位信号到达至少3个锚节点的时刻有先后顺序。锚节点在接收到定位信号后，发射响应于定位信号的反馈信号，故待定位设备接收到来自不同锚节点的反馈信号的时刻不同。
在具体实施中，锚节点发射的响应于定位信号的反馈信号可以是射频信号，或者也可以是其他适当类型的信号。
在步骤S13中，根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息。
如前所述，待定位设备接收到来自不同锚节点的反馈信号的时刻不同，而预设的角速度和锚节点的位置信息是已知的，故根据来自不同锚节点的反馈信号、预设的角速度和锚节点的位置信息，可以生成待定位设备的位置信息。
在具体实施中，所述待定位设备的位置信息的生成方法的流程可以参见图3：
在步骤S31中，根据接收到所述来自所述至少3个锚节点的反馈信号彼此之间的时间差以及所述预设的角速度，确定至少两个夹角，所述至少两个夹角中的夹角为所述待定位设备与所述至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角。
至少3个锚节点和待定位设备的位置关系可以参见图1中步骤S11的具体实现中的描述。每个锚节点位于待定位设备的不同方向，故在水平面上，至少3个锚节点可以和待定位设备形成至少3个夹角，至少3个夹角的和为360°。由于此时需要生成的待定位设备位置信息为二维信息，故至少需要两个夹角的信息。
在如图2所示的实施例中，待定位设备P可以依次向锚节点A、锚节点B和锚节点C发送定位信号，例如，待定位设备P从方向开始发射定位信号，定位信号的方向是按逆时针旋转的，则锚节点A、锚节点B和锚节点C会依次收到定位信号，并分别生成并向待定位设备P发送响应于定位信号的反馈信号；待定位设备P根据预设的角速度和接收到来自锚节点A、锚节点B和锚节点C的反馈信号，可以确定至少两个夹角，即夹角α和夹角β。
其中，夹角α是待定位设备P与锚节点A和锚节点B形成的夹角，待定位设备P为夹角的顶点；夹角β是待定位设备P与锚节点B和锚节点C形成的夹角，待定位设备P为夹角的顶点。
继续参照图3，在步骤S32中，根据所述至少两个夹角以及所述至少3个锚节点的位置信息计算得到所述待定位设备的位置信息。
如前所述，此时需生成的是待定位设备的位置信息为二维信息。故在确定至少两个夹角，例如图2中的夹角α和夹角β后，即可获悉待定位设备P与锚节点A、锚节点B和锚节点C的相对位置，而3个锚节点的平面位置信息是已知的，故可以计算得到待定位设备P的位置信息。
由于待定位设备与至少两个锚节点之间的夹角是通过接收到反馈信号的时刻和预设的角速度确定的，而定位信号是方向性较好的信号，通过接收到来自不同锚节点的反馈信号的时刻计算待定位设备与至少两个锚节点之间的夹角精确度较高，故通过本发明实施例中定位方法计算得到的位置信息精确度较高。
另外，仅需要计算待定位设备与至少两个锚节点之间在水平面投影的夹角，而并不需要待定位设备相对于锚节点的绝对角度，故本发明实施例中定位方法的硬件成本相对于测量绝对角度大幅降低。
本发明实施例中的室内定位方法也可以计算三维的位置信息。例如：当至少3个锚节点与待定位设备位于同一平面时，锚节点的高度信息即可直接作为待定位设备的高度信息，从而可以得到三维的位置信息；当至少3个锚节点位于同一平面，待定位设备与至少3个锚节点不在同一平面时，通过分析待定位设备对定位信号发射方向的调整结果和至少3个锚节点所在平面的高度，例如结合定位信号的发射方向与水平面的夹角和至少3个锚节点三维的位置信息，也可以得到待定位设备的高度信息，进而得到待定位设备三维的位置信息。
在具体实施中，在得到待定位设备的位置信息后，还可以计算待定位设备当前朝向与预设方向之间的方位角。具体地，方位角的计算方法的流程可以参见图4。
在步骤S41中，根据所述待定位设备的位置信息、待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角。
在具体实施中，所述第一锚节点可以是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角可以是：从预设的方向按照定位信号角速度的方向旋转至第一锚节点所经过的夹角。
可以理解的是，所述第一锚节点也可以是其他锚节点，例如可以是第二个接收到所述定位信号的锚节点；当第一锚节点是第二个接收到所述定位信号的锚节点时，待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角，可以是从预设的方向按照定位信号角速度的方向旋转至第二个接收到所述定位信号的锚节点所经过的夹角。
例如，在图2所示的实施例中，预设的方向可以是方向，待定位设备P从方向开始发射定位信号，定位信号以预设的角速度在水平面逆时针改变方向，则锚节点A最先接收到定位信号，将锚节点A作为第一锚节点；待定位设备P和第一锚节点定义的直线为图2中虚线AP所在的直线；待定位设备P和第一锚节点定义的直线与预设方向方向的夹角为：从预设方向方向按照逆时针旋转至AP所经过的夹角θ。
继续参照图4，在步骤S42中，根据所述待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度。
其中，所述第一反馈时刻是所述待定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻。定位信号的旋转角度为定位信号从发射定位信号开始，至到达第一锚节点为止，在方向改变的过程中所经过的夹角。
例如，继续参照图2，第一反馈时刻为待定位设备P接收到来自锚节点A的反馈信号的时刻，旋转角度为夹角δ。
继续参照图4，在步骤S43中，所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角减去所述旋转角度，以得到方位角。
例如，在图2所示的实施例中，可以通过待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角θ减去旋转角度夹角δ，得到方位角γ。
可以看出，方位角是待定位设备开始发射所述定位信号的起始方向与预设的方向的夹角，由于待定位设备开始发射所述定位信号的方向可以与待定位设备的朝向之间具备对应关系，故通过方位角可以获悉待定位设备的朝向与预设的方向的夹角，进而可以方便的应用于对待定位设备的控制场景中。
在对待定位设备进行控制时，通常需要控制待定位设备进行移动。一种常用的移动待定位设备的方式是先调整待定位设备的朝向，使得待定位设备面向目标位置，再控制待定位设备直线前进至目标位置。例如在机器人室内导航的过程中、游戏设备室内移动的过程中，均可以采用上述的方式进行移动。
本发明实施例提供一种方位角的计算方式，从而可以方便的计算待定位设备从当前朝向转向至目标位置需调整的角度，进而完成对待定位设备的移动控制。
在本发明一实施例中，所述待定位设备P(参见图2，以下结合图2进行说明)的位置信息(x，y)可以是根据如下公式计算得到的：
α＝ω(tB-tA)；
β＝ω(tC-tB)；
其中，(x，y)是所述待定位设备P在水平面的坐标，(xA，yA)、(xB，yB)、(xC，yC)分别为所述至少3个锚节点中锚节点A、锚节点B以及锚节点C在水平面的坐标；α为所述待定位设备P与所述锚节点A和所述锚节点B之间的夹角；β为所述待定位设备P与所述锚节点B和所述锚节点C之间的夹角；ω是所述预设的角速度；tA、tB、tC分别为所述待定位设备接收到来自所述锚节点A、锚节点B以及锚节点C的所述反馈信号的时刻。
方位角γ可以通过如下公式计算：
γ＝atan2(y1-y，x1-x)-ω(t1-t0)；
其中，
t1是接收到第一反馈信号的时刻，t0为待定位设备开始发射所述定位信号的时刻，(x1，y1)是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点的位置坐标，可以选自(xA，yA)、(xB，yB)、(xC，yC)，例如可以是(xA，yA)；所述第一反馈信号是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的。
本发明实施例还提供一种室内定位装置，其结构示意图参见图5。
室内定位装置50可以包括：
定位信号发射单元51，适于控制待定位设备发射定位信号，以供至少3个锚节点接收，所述定位信号的发射方向以预设的角速度改变，所述至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向；
接收单元52，适于接收来自所述至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的；
位置信息生成单元53，适于根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息。
其中，位置信息生成单元53可以包括：
第一夹角计算子单元，适于根据接收到所述来自所述至少3个锚节点的反馈信号彼此之间的时间差以及所述预设的角速度，确定至少两个夹角，所述至少两个夹角中的夹角为所述待定位设备与所述至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角；
位置信息计算子单元，适于根据所述至少两个夹角以及所述至少3个锚节点的位置信息计算得到所述待定位设备的位置信息。
在具体实施中，室内定位装置50还可以包括：
第二夹角计算单元，适于根据所述待定位设备的位置信息、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
第三夹角计算单元，适于根据所述待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
方位角计算单元，适于将所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角与所述旋转角度做差，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述待定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
在具体实施中，所述定位信号发射单元可以包括激光发射器、红外发射器或可见光发射器。
在具体实施中，所述反馈信号可以是射频信号，所述接收单元可以包括射频信息接收器。
室内定位装置的具体实现方式和有益效果可以参照室内定位方法的相关描述，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
本发明实施例还提供一种室内定位设备，其结构示意图参见图6。
室内定位设备60可以包括：
定位信号发射机构61，适于发射定位信号；
驱动机构62，与所述定位信号发射机构61相耦接，适于驱动所述定位信号发射机构61以预设的角速度改变所述定位信号的发射方向；
无线接收器63，适于接收来自至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的。
在具体实施中，室内定位设备60还可以包括控制器64，与所述定位信号发射机构61、所述驱动机构62以及所述无线接收器63相耦接；所述控制器64适于根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述室内定位设备60的位置信息。
在具体实施中，所述控制器64可以包括：
第二夹角计算单元，适于根据所述室内定位设备60的位置信息、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述室内定位设备60和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
第三夹角计算单元，适于根据所述室内定位设备60开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
方位角计算单元，适于将所述室内定位设备60和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角与所述旋转角度做差，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述室内定位设备60接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
可以理解的是，本发明实施例中的室内定位设备60能够确定自身的位置，从这个角度出发，本发明实施例中的室内定位设备60也可以被称为待定位设备。本发明实施例中的定位设备可以用于前述室内定位方法，定位设备确定自身位置的具体实现方式以及有益效果可以参见前述室内定位方法的相关描述，在此不再赘述。
参见图7，在具体实施中，定位信号发射机构61可以包括发射器件71以及光路调整机构72。
发射器件71适于生成第一信号；所述光路调整机构72与所述驱动机构62相耦接，适于被所述驱动机构62驱动，以改变所述第一信号的发射方向，得到所述定位信号，使得所述至少3个锚节点能够接收到所述定位信号。
例如，发射器件71生成的第一信号是图中所示的方向的信号，经过光路调整机构72的调整，得到方向的定位信号，方向是从光路调整机构72指向锚节点的方向；在本发明实施例中，可以对第一信号的产生方向并不做限定，仅需通过光路调整机构72后的定位信号的发射方向方向指向锚节点，能够被锚节点接收即可。
在具体实施中，发射器件71生成的第一信号可以是产生方向垂直于水平面的第一信号。由于在定位过程中，通常需要求得定位设备的水平坐标，故锚节点通常位于同一水平面；当第一信号的产生方向垂直于水平面时，可以方便的驱动机构62驱动光路调整机构72，以改变第一信号的发射方向，得到定位信号，使得定位信号的发射方向在水平面的分量以预设的角速度改变进而使得位于同一水平面的多个锚节点均能够接收到定位信号。
在具体实施中，发射器件71可以是以下任一种：激光发射器、红外光发射器、可见光发射器。
在具体实施中，光路调整机构72可以是等腰直角棱镜或者平面镜。当第一信号的产生方向垂直于水平面，且锚节点与所述定位设备位于同一水平面时：当所述光路调整机构72为等腰直角棱镜时，所述等腰直角棱镜的直角边可以垂直于所述第一信号的产生方向；当所述光路调整机构72为平面镜时，镜面方向可以与所述第一信号的产生方向呈45°夹角。
可以理解的是，当锚节点所在的平面与所述定位设备的高度不一致时，也可以调整棱镜或者平面镜的角度，以生成锚节点可以接收到的定位信号。
在具体实施中，驱动机构62可以包括电机以及传动机构，所述电机通过所述传动机构驱动所述光路调整机构72以所述第一信号的产生方向为轴按照预设的角速度自转。
传动机构可以包括齿轮的组合、传动带等等；电机通过传动机构驱动光路调整机构，使得光路调整机构72能够以第一信号的产生方向为轴，按照预设的角速度自转，从而可以得到以预设角速度改变发射方向的定位信号。
本发明实施例中的室内定位设备还可以包括外壳，所述驱动机构62、所述无线接收器63(参见图6)以及所述发射器件71可以配置于所述外壳内部。
所述光路调整机构72可以位于所述外壳的内部或者外部。例如：当光路调整机构72发出的定位信号的方向指向的所述外壳为透明材料，或者所述外壳留有供所述光路调整机构72发出的定位信号射出的开口时，所述光路调整机构可以位于所述外壳的内部；或者，所述外壳可以留有与所述光路调整几口相适配的开口，所述光路调整机构也可以从与其适配的开口伸出，位于外壳外部，以使得光路调整机构72的出射光可以到达锚节点。
由于定位设备中需要暴露于外壳的部分仅有光路调整机构72，体积小巧，便于嵌入各种设备，应用场景广阔。
图8是本发明实施例中另一种定位设备的结构示意图。
定位设备的发射器件为激光发射器81；光路调整机构为三棱镜82，可以看出三棱镜82能够改变激光发射器81的出射光线的方向；驱动机构为电机83；传动机构为3个相啮合的圆柱形齿轮84，其中电机83带动最右侧齿轮转动，最右侧的齿轮通过中间齿轮的传动，带动左侧齿轮转动，左侧之齿轮固定于三棱镜82，能够带动三棱镜以激光发射器81的入射光线为轴转动，从而可以调整出射光线的方向。
参见图9，本发明实施例还提供一种室内定位系统。
室内定位系统可以包括前述的室内定位设备60和至少3个锚节点(图中仅示出3个)：第一锚节点91、第二锚节点92和第三锚节点93。
在具体实施中，至少3个锚节点可以位于同一水平面上。
室内定位设备60和至少3个锚节点的位置关系可以参照室内定位方法的描述，在此不再赘述。
参见图10，每个锚节点均可以包括：定位信号接收器101、无线发射器102；所述定位信号接收器适于接收所述定位信号；所述无线发射器耦接于所述定位信号接收器，适于发射响应于所述定位信号的反馈信号。
在具体实施中，无线发射器102可以包括射频信号发射器。
本发明实施例中的定位设备可以适用于通过定位设备和锚节点之间的相对夹角确定定位设备的位置信息的定位方法，例如本发明前实施例的定位方法，从而可以提升定位设备的精度，并且可以简化定位设备的结构，进而降低定位设备的成本。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (22)
1.一种室内定位方法，其特征在于，包括：
待定位设备发射定位信号，以供至少3个锚节点接收，所述定位信号的发射方向以预设的角速度改变，所述至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向；
接收来自所述至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的；
根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息；
根据所述待定位设备的位置信息、待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
根据所述待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角减去所述旋转角度，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述待定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息包括：
根据接收到所述来自所述至少3个锚节点的反馈信号彼此之间的时间差以及所述预设的角速度，确定至少两个夹角，所述至少两个夹角中的夹角为所述待定位设备与所述至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角；
根据所述至少两个夹角以及所述至少3个锚节点的位置信息计算得到所述待定位设备的位置信息。
3.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述待定位设备的位置信息(x，y)是根据如下公式计算得到的：
<mrow>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<mi>cos</mi>
<mi>&alpha;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
<mo>;</mo>
</mrow>
<mrow>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<mi>cos</mi>
<mi>&beta;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
<mo>;</mo>
</mrow>
α＝ω(tB-tA)；
β＝ω(tC-tB)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，(xA，yA)、(xB，yB)、(xC，yC)分别为所述至少3个锚节点中锚节点A、锚节点B以及锚节点C在水平面的坐标；α为所述待定位设备与所述锚节点A和所述锚节点B之间的夹角；β为所述待定位设备与所述锚节点B和所述锚节点C之间的夹角；ω是所述预设的角速度；tA、tB、tC分别为所述待定位设备接收到来自所述锚节点A、锚节点B以及锚节点C的所述反馈信号的时刻。
4.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，还包括根据如下公式计算方位角γ：
γ＝atan2(y1-y，x1-x)-ω(t1-t0)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，t1是接收到第一反馈信号的时刻，t0为待定位设备开始发射所述定位信号的时刻，(x1，y1)是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点的位置坐标，所述第一反馈信号是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的，ω是所述预设的角速度。
5.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述定位信号包括以下任一种光信号：激光、红外光、可见光。
6.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述反馈信号为射频信号。
7.一种室内定位装置，其特征在于，包括：
定位信号发射单元，适于控制待定位设备发射定位信号，以供至少3个锚节点接收，所述定位信号的发射方向以预设的角速度改变，所述至少3个锚节点分布于相对所述待定位设备的不同方向；
接收单元，适于接收来自所述至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的；
位置信息生成单元，适于根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述待定位设备的位置信息；
第二夹角计算单元，适于根据所述待定位设备的位置信息、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
第三夹角计算单元，适于根据所述待定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
方位角计算单元，适于将所述待定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角与所述旋转角度做差，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述待定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
8.根据权利要求7所述的室内定位装置，其特征在于，所述位置信息生成单元包括：
第一夹角计算子单元，适于根据接收到所述来自所述至少3个锚节点的反馈信号彼此之间的时间差以及所述预设的角速度，确定至少两个夹角，所述至少两个夹角中的夹角为所述待定位设备与所述至少3个锚节点中的两个锚节点之间的夹角；
位置信息计算子单元，适于根据所述至少两个夹角以及所述至少3个锚节点的位置信息计算得到所述待定位设备的位置信息。
9.根据权利要求7所述的室内定位装置，其特征在于，所述位置信息生成单元适于根据如下公式计算得到所述待定位设备的位置信息(x，y)：
<mrow>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<mi>cos</mi>
<mi>&alpha;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>A</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
<mo>;</mo>
</mrow>
<mrow>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<mi>cos</mi>
<mi>&beta;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>B</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>C</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
<mo>;</mo>
</mrow>
α＝ω(tB-tA)；
β＝ω(tC-tB)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，(xA，yA)、(xB，yB)、(xC，yC)分别为所述至少3个锚节点中锚节点A、锚节点B以及锚节点C在水平面的坐标；α为所述待定位设备与所述锚节点A和所述锚节点B之间的夹角、β为所述待定位设备与所述锚节点B和所述锚节点C之间的夹角，ω是所述预设的角速度，tA、tB、tC分别为所述待定位设备接收到来自所述锚节点A、锚节点B以及锚节点C的所述反馈信号的时刻。
10.根据权利要求7所述的室内定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括方位角单元还适于根据如下公式计算方位角γ：
γ＝atan2(y1-y，x1-x)-ω(t1-t0)；
其中，(x，y)是所述待定位设备在水平面的坐标，t1是接收到第一反馈信号的时刻，t0为待定位设备开始发射所述定位信号的时刻，(x1，y1)是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点的位置坐标，所述第一反馈信号是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的，ω是所述预设的角速度。
11.根据权利要求7所述的室内定位装置，其特征在于，所述定位信号发射单元包括激光发射器、红外发射器或可见光发射器。
12.根据权利要求7所述的室内定位装置，其特征在于，所述反馈信号为射频信号，所述接收单元包括射频信息接收器。
13.一种室内定位设备，其特征在于，包括：
定位信号发射机构，适于发射定位信号；
驱动机构，与所述定位信号发射机构相耦接，适于驱动所述定位信号发射机构以预设的角速度改变所述定位信号的发射方向；
无线接收器，适于接收来自至少3个锚节点的反馈信号，所述反馈信号是所述锚节点响应于接收到的所述定位信号而发送的，其中，所述至少3个锚节点分布于相对室内定位设备的不同方向；
控制器，所述控制器与所述定位信号发射机构、所述驱动机构以及所述无线接收器相耦接；所述控制器适于根据所述预设的角速度、来自所述至少3个锚节点的反馈信号以及所述至少3个锚节点的位置信息，生成所述室内定位设备的位置信息；
所述控制器包括：
第二夹角计算单元，适于根据所述室内定位设备的位置信息、第一锚节点的位置信息和预设的方向，确定所述室内定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角；
第三夹角计算单元，适于根据所述室内定位设备开始发射所述定位信号的时刻、第一反馈时刻、以及所述预设的角速度确定所述定位信号的旋转角度；
方位角计算单元，适于将所述室内定位设备和所述第一锚节点定义的直线与所述预设的方向的夹角与所述旋转角度做差，以得到方位角；
其中，所述第一反馈时刻是所述室内定位设备接收到所述第一锚节点发出的反馈信号的时刻，所述第一锚节点是所述至少3个锚节点中第一个接收到所述定位信号的锚节点。
14.根据权利要求13所述的室内定位设备，其特征在于，所述定位信号发射机构包括：发射器件以及光路调整机构，其中：
所述发射器件适于生成第一信号；
所述光路调整机构与所述驱动机构相耦接，适于被所述驱动机构驱动，以改变所述第一信号的发射方向，得到所述定位信号，使得所述至少3个锚节点能够接收到所述定位信号。
15.根据权利要求14所述的室内定位设备，其特征在于，所述光路调整机构为等腰直角棱镜或平面镜。
16.根据权利要求14所述的室内定位设备，其特征在于，所述第一信号的产生方向垂直于水平面。
17.根据权利要求14所述的室内定位设备，其特征在于，所述驱动机构包括：电机以及传动机构，所述电机通过所述传动机构驱动所述光路调整机构以所述第一信号的产生方向为轴按照预设的角速度自转。
18.根据权利要求14或17所述的室内定位设备，其特征在于，还包括外壳，所述驱动机构、所述无线接收器以及所述发射器件配置于所述外壳内部，所述外壳留有与所述光路调整机构相适配的开口，所述光路调整机构配置于所述外壳外部。
19.根据权利要求13所述的室内定位设备，其特征在于，所述定位信号发射机构包括以下任一种发射器件：激光发射器、红外光发射器、可见光发射器。
20.一种室内定位系统，其特征在于，包括：如权利要求13至19任一项所述的室内定位设备以及所述至少3个锚节点；所述至少3个锚节点中的每个锚节点均包括：定位信号接收器和无线发射器；所述定位信号接收器适于接收所述定位信号；所述无线发射器耦接于所述定位信号接收器，适于发射响应于所述定位信号的反馈信号。
21.根据权利要求20所述的室内定位系统，其特征在于，所述无线发射器包括：射频信号发射器。
22.根据权利要求20所述的室内定位系统，其特征在于，所述至少3个锚节点位于同一水平面上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610473619.3A CN105954721B (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 室内定位方法、装置、设备及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610473619.3A CN105954721B (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 室内定位方法、装置、设备及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105954721A CN105954721A (zh) | 2016-09-21 |
| CN105954721B true CN105954721B (zh) | 2018-04-27 |
Family
ID=56904758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610473619.3A Active CN105954721B (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 室内定位方法、装置、设备及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105954721B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106950539B (zh) * | 2017-03-03 | 2020-05-12 | 长沙理工大学 | 基于时差法的高精度反gps跟踪模块定位识别方法 |
| CN108594174B (zh) * | 2018-01-09 | 2022-02-01 | 河南大学 | 基于红外光色散的波长编码室内定位系统及方法 |
| CN109709508B (zh) * | 2019-01-17 | 2020-09-01 | 电子科技大学 | 一种基于传感器节点的光学aoa定位方法 |
| CN112985396B (zh) * | 2019-12-13 | 2023-01-20 | 浙江宇视科技有限公司 | 动态寻优室内定位的方法、装置、介质及电子设备 |
| TWI758920B (zh) * | 2020-10-27 | 2022-03-21 | 聚眾聯合科技股份有限公司 | 相對位置定位系統及其相對位置定位方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103075963A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-01 | 广州创特技术有限公司 | 一种室内定位系统和方法 |
| CN104053229A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 中兴通讯股份有限公司 | 移动终端、定位方法及装置 |
| CN105203996A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-30 | 上海智臻智能网络科技股份有限公司 | 移动设备及其室内定位方法、系统及装置、锚节点 |
| CN105629200A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-01 | 北京国承万通信息科技有限公司 | 定位光束发射系统、方法及室内定位系统 |
| CN205691763U (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 上海智臻智能网络科技股份有限公司 | 室内定位设备及系统 |
-
2016
- 2016-06-24 CN CN201610473619.3A patent/CN105954721B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103075963A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-01 | 广州创特技术有限公司 | 一种室内定位系统和方法 |
| CN104053229A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 中兴通讯股份有限公司 | 移动终端、定位方法及装置 |
| CN105203996A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-30 | 上海智臻智能网络科技股份有限公司 | 移动设备及其室内定位方法、系统及装置、锚节点 |
| CN105629200A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-01 | 北京国承万通信息科技有限公司 | 定位光束发射系统、方法及室内定位系统 |
| CN205691763U (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 上海智臻智能网络科技股份有限公司 | 室内定位设备及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105954721A (zh) | 2016-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105954721B (zh) | 室内定位方法、装置、设备及系统 | |
| US11573562B2 (en) | Magic wand interface and other user interaction paradigms for a flying digital assistant | |
| US11347217B2 (en) | User interaction paradigms for a flying digital assistant | |
| CN104407622B (zh) | 机器人跟踪方法和系统 | |
| CN105157697B (zh) | 基于光电扫描的室内移动机器人位姿测量系统及测量方法 | |
| US20180067503A1 (en) | Orientation control method for drone | |
| TWI598143B (zh) | 飛行器的跟隨遙控方法 | |
| CN103092210A (zh) | 用于调整相对导航系统的方法 | |
| CN108281789B (zh) | 定向天线的盲区跟踪方法、其装置及移动跟踪系统 | |
| CN105892492A (zh) | 一种无人机通信控制方法和装置 | |
| CN205691763U (zh) | 室内定位设备及系统 | |
| CN108520640B (zh) | 基于超宽带的无人机导航方法、导航设备、无人机 | |
| CN105700551A (zh) | 无人机降落区域确定方法、无人机降落方法及相关装置 | |
| CN107819187A (zh) | 用于微波天线的对准装置、微波天线及对准方法 | |
| RU2005130878A (ru) | Способ формирования сигналов стабилизации и самонаведения подвижного носителя и бортовая система самонаведения для его осуществления | |
| EP3234492B1 (en) | Guidance system and method | |
| WO2017047118A1 (ja) | 無人航空機を利用した基地局設計支援システムおよび当該システムに使用されるサーバ | |
| WO2018014275A1 (zh) | 目标跟踪装置及系统、机器人 | |
| US20230280742A1 (en) | Magic Wand Interface And Other User Interaction Paradigms For A Flying Digital Assistant | |
| US20230083021A1 (en) | Surveying data processor, surveying data processing method, and surveying data processing program | |
| KR101876829B1 (ko) | 소형 드론의 실내 비행제어를 위한 유도 제어 시스템 | |
| JPS6188172A (ja) | 航空機用終期誘導又は位置調整装置 | |
| CN107024679A (zh) | 无人飞行器室内定位计算方法及装置 | |
| CN107064863A (zh) | 基于天线方向图数据进行相关运算实现单天线测向的方法 | |
| JP2009244143A (ja) | 宇宙機測位システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |