CN111010667A - 一种定位方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种定位方法，包括：向至少一个定位基站发送脉冲信号，所述脉冲信号包含第一时间戳Ta1；获取定位基站根据所述脉冲信号反馈的响应信号，所述响应信号包含定位基站接收脉冲信号时的第二时间戳Tb1以及所述定位基站发送响应信号时的第三时间戳Tb2；根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离。通过多定位基站对定位终端利用超宽带技术和TW‑TOF实现了高精度低成本的室内大空间定位。

Description

一种定位方法和系统
技术领域
本申请涉及通信和定位领域，特别是涉及一种定位方法和系统。
背景技术
随着科技的进步，各种应用场景逐渐增多，特别是随着无线通信技术的发展以及各种设备数据处理能力的提升，以AR为代表的基于位置的服务越来越多的出现。无论移动在室内还是室外环境下，快速准确地获得移动终端的位置信息和提供位置服务的需求变得日益迫切。
随着各个应用场景的需求出现，通信和定位两大系统正在相互融合、相互促进。利用无线通信和参数测量确定移动终端位置的方式越来越多的被各种需要定位的应用所采用。无线定位技术领域可分为广域定位和短距离无线定位，广域定位可分为卫星定位和移动定位；短距离定位主要包括WLAN、RFID、UWB、蓝牙、超声波等。
但是在当前的利用无线通信进行定位的方法中特别是室内大空间的定位方法都存在定位精度不高的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本申请实施例一种定位方法和系统。
为了解决上述问题，本申请实施例公开了一种定位方法，包括：
向至少一个定位基站发送脉冲信号，所述脉冲信号包含第一时间戳Ta1；
获取定位基站根据所述脉冲信号反馈的响应信号，所述响应信号包含定位基站接收脉冲信号时的第二时间戳Tb1以及所述定位基站发送响应信号时的第三时间戳Tb2；
根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离。
进一步，所述根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离包括：
利用预置公式S＝C×[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)]，其中所述C为光速。
进一步，所述根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离后还包括：
根据与至少3个定位基站的距离以及所述至少三个定位基站的位置信息确定自身位置。
进一步，所述向至少一个定位基站发送脉冲信号包括：
向至少一个定位基站通过超宽带系统发送脉冲信号。
本发明实施例还提供了另一种定位方法，包括：
定位基站向定位终端发送包含第一时间戳Ta1的脉冲信号；
定位基站接收所述定位终端根据所述脉冲信号反馈的响应信号；所述响应信号包含定位终端接收脉冲信号时的第二时间戳Tb1以及所述定位终端发送响应信号时的第三时间戳Tb2；
定位基站根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位终端的距离。
进一步，所述定位基站根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位终端的距离包括：
利用预置公式S＝C×[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)]，其中所述C为光速。
进一步，所述定位基站根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位终端的距离后还包括：
发送所述距离数据到其他定位基站。
进一步，任一定位基站根据获取到至少三个定位基站发送的距离数据和对应的定位基站位置信息计算得到所述定位终端的位置信息。
进一步，所述定位基站向定位终端发送包含第一时间戳Ta1的脉冲信号包括：
定位基站向定位终端通过超宽带系统发送包含第一时间戳Ta1的脉冲信号。
本发明实施例还提供了一种定位系统，采用了如上述任一的方法。
本申请实施例中，通过多定位基站对定位终端利用超宽带技术和TW-TOF实现了高精度低成本的室内大空间定位。
附图说明
图1是本申请的一种定位方法实施例1的流程图；
图2是本申请的一种定位方法实施例2的流程图；
图3是本申请的一种定位系统实施例1的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参照图1位本申请一种定位方法实施例1的步骤流程图；
本申请实施例公开了一种定位方法，包括：
步骤S101、向至少一个定位基站发送脉冲信号，所述脉冲信号包含第一时间戳Ta1；
在本发明实施例中，通过需定位的终端向多个定位基站发送脉冲信号，该终端在自身的时间戳Ta1发送脉冲信号到其他所有定位基站。
步骤S102、获取定位基站根据所述脉冲信号反馈的响应信号，所述响应信号包含定位基站接收脉冲信号时的第二时间戳Tb1以及所述定位基站发送响应信号时的第三时间戳Tb2；
在步骤S102中，定位基站接收脉冲信号时记录自身接收到所述脉冲信号时的时间戳Tb1，然后根据所述脉冲信号反馈响应信号，同样的在反馈响应信号时也会记录自身对应时间戳Tb2，并将Tb1 Tb2单独或包含在响应信号里发送到终端。
步骤S103、根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离。
步骤S103中，终端可以利用公式S＝C×[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)]计算获得自身与对应定位基站的距离，公式中所述C为光速。
进一步，本实施例还可以包括：
步骤S104、根据与至少3个定位基站的距离以及所述至少三个定位基站的位置信息确定自身位置。
在本申请实施例中，终端预置了所有定位基站的位置信息，当终端计算到与所有定位基站的距离后，可以根据任一3个定位基站的距离确定自身相对基站的具体位置。
本发明实施例中采用了超宽带技术与TW-TOF技术的结合；超宽带技术不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带室内定位可用于各个领域的室内精确定位和导航，包括人和大型物品，例如贵重物品仓储、矿井人员定位、机器人运动跟踪、汽车地库停车等。
超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。
通过多定位基站对定位终端利用超宽带技术和TW-TOF实现了高精度低成本的室内大空间定位。
参照图2，本发明实施例还提供了另一种定位方法，包括：
步骤S201、定位基站向定位终端发送包含第一时间戳Ta1的脉冲信号；
在本发明实施例中，通过需多个定位基站向需定位的终端向发送脉冲信号，各定位基站在自身的时间戳Ta1发送脉冲信号到终端。进一步，所述脉冲信号为超宽带系统脉冲信号。
步骤S202、定位基站接收所述定位终端根据所述脉冲信号反馈的响应信号；所述响应信号包含定位终端接收脉冲信号时的第二时间戳Tb1以及所述定位终端发送响应信号时的第三时间戳Tb2；
定位基站可以利用预置公式S＝C×[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)]计算终端与自身的距离，其中所述C为光速。
步骤S203、定位基站根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位终端的距离。
所述步骤S203后还可以包括：
步骤S204、定位基站发送所述距离数据到其他定位基站。
步骤S205、任一定位基站根据获取到至少三个定位基站发送的距离数据和对应的定位基站位置信息计算得到所述定位终端的位置信息。
本实施例与图1对应实施例的区别只是距离的计算交给定位基站(或可以连接定位基站的其他装置例如服务器)。
参照图3为一种定位系统实施例1的结构示意图；
本实施例可以采用如图1或图2所示的方法，在架构上相同可以参考上述方法进行理解。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种定位方法和系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：
向至少一个定位基站发送脉冲信号，所述脉冲信号包含第一时间戳Ta1；
获取定位基站根据所述脉冲信号反馈的响应信号，所述响应信号包含定位基站接收脉冲信号时的第二时间戳Tb1以及所述定位基站发送响应信号时的第三时间戳Tb2；
根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离包括：
利用预置公式S＝C×[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)]，其中所述C为光速。
3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位基站的距离后还包括：
根据与至少3个定位基站的距离以及所述至少三个定位基站的位置信息确定自身位置。
4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述向至少一个定位基站发送脉冲信号包括：
向至少一个定位基站通过超宽带系统发送脉冲信号。
5.一种定位方法，其特征在于，包括：
定位基站向定位终端发送包含第一时间戳Ta1的脉冲信号；
定位基站接收所述定位终端根据所述脉冲信号反馈的响应信号；所述响应信号包含定位终端接收脉冲信号时的第二时间戳Tb1以及所述定位终端发送响应信号时的第三时间戳Tb2；
定位基站根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位终端的距离。
6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述定位基站根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位终端的距离包括：
利用预置公式S＝C×[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)]，其中所述C为光速。
7.根据权利要求5或6所述的定位方法，其特征在于，所述定位基站根据接收所述响应信号时的第四时间戳Ta2以及响应信号包含的第二时间戳Tb1和第三时间戳Tb2，结合第一时间戳Ta1获得与所述定位终端的距离后还包括：
发送所述距离数据到其他定位基站。
8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，任一定位基站根据获取到至少三个定位基站发送的距离数据和对应的定位基站位置信息计算得到所述定位终端的位置信息。
9.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述定位基站向定位终端发送包含第一时间戳Ta1的脉冲信号包括：
定位基站向定位终端通过超宽带系统发送包含第一时间戳Ta1的脉冲信号。
10.一种定位系统，其特征在于，采用如权利要求1-4或权利要求5-9所述任一方法的系统。
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