CN112394319A

CN112394319A - 无线测距、测向和定位方法及相关设备

Info

Publication number: CN112394319A
Application number: CN201910752022.6A
Authority: CN
Inventors: 赵瑞祥; 尹作彪; 张西洋
Original assignee: Qing Yanxun Technology Beijing Co ltd
Current assignee: Qing Yanxun Technology Beijing Co ltd
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2021-02-23

Abstract

本申请实施例提供一种无线测距、测向和定位方法及相关设备，其中一种无线测距方法包括：在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同；应用无载波通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信；基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。本申请能够有效减少测量过程中的无线信号的冲突域范围，能够有效提高目标节点的测量容量。

Description

无线测距、测向和定位方法及相关设备

技术领域

本申请涉及电通信技术领域，具体涉及无线测距、测向和定位方法及相关设备。

背景技术

随着无线通信技术的日益发展，其类型也越发多样，尤其是其中的短距离无线通信技术与无载波通信技术，其中的短距离无线通信技术可以包含有Wi-Fi技术、蓝牙技术及ZigBee技术等，而无载波通信技术是指超宽带UWB(Ultra Wideband)，其具有抗干扰能力强、可实现动态定位以及数据传输率高的优势，尤其适用于室内、室外以及墙体附近的定位。其中，在UWB技术的具体应用中，通常采用设置在无线测距或测向节点对测量范围内的目标节点进行测距或测向，并应用解算节点基于测距或测向的结果对目标节点进行定位。

在现有的应用UWB技术进行无线测量的过程中，通常会在无线测量节点中设置固定式的全向天线或者定向天线，并控制全向天线或者定向天线在一定的区域内，与目标节点之间通过发送和接收无线信号进行针对目标节点的测距或者测向。

然而，若测量节点采用固定式的定向天线，则无法针对移动中的目标节点进行测距；以及，由于测量节点无线信号的冲突域大小和每次定位占用的时间决定了定位的容量，因此，若采用固定天线与目标节点之间进行无线信号的传输，则会占用较大的冲突域，尤其是若有其他无线测距节点在同一时刻发送的无线信号也到达这个冲突域，则二者之间会产生信号碰撞，造成测量结果不准确、甚至无法获得测量结果的情形。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请提供一种无线测距、测向和定位方法及相关设备，能够有效减少测量过程中的无线信号的冲突域范围，能够有效提高目标节点的测量容量。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种无线测距方法，包括：

在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同；

应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信；

基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。

进一步地，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：

判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若是，则根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。

判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则在设置在测距节点自身的多个定向天线中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线。

判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则向对应的解算节点发送针对该目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求；

接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点在前一测距周期的位置信息，则根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。

进一步地，所述根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线，包括：

根据预存储的目标节点在前一测距周期的位置信息，确定该目标节点相对于测距节点自身的相对方向单位向量；

基于所述相对方向单位向量和设置在测距节点自身的各个定向天线的方向单位向量，在各个所述定向天线中择一作为当前的目标天线。

进一步地，还包括：

将测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息发送至解算节点，以使该解算节点根据该距离信息与至少两个其他测距节点发送的各自相对于所述目标节点的距离信息对所述目标节点进行定位，得到所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息。

进一步地，还包括：

若接收到解算节点发送的所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息，则将该位置信息存储至本地。

进一步地，在所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线之前，还包括：

预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角。

进一步地，所述方向裕量角基于预先获取的节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测距节点自身的最大定位距离确定而得。

进一步地，在所述预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角之前，还包括：

基于所述定向天线的尺寸和测距节点自身的尺寸确定所述定向天线的目标数量；

在测距节点自身设置符合所述目标数量的定向天线。

第二方面，本申请提供一种无线测向方法，包括：

在当前的测向周期内，自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同，且每个所述定向天线中均包含有多个定向天线；

应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线阵列中的多个定向天线分别与所述目标节点之间进行数据通信；

基于所述数据通信的结果获取测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息。

进一步地，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：

判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若是，则根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列。

判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若否，则在设置在测向节点自身的多个定向天线阵列中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线阵列。

判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若否，则向对应的解算节点发送针对该目标节点的在前一测向周期的角度信息的获取请求；

接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点的在前一测向周期的角度信息，则根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列。

进一步地，所述根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列，包括：

根据相邻的两个天线阵列之间的夹角，确定所述目标天线阵列的有效范围；

判断所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值与所述目标天线阵列的有效范围之间的对应关系，若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值落在所述目标天线阵列的有效范围内，则将前一测向周期内选定的目标天线阵列依然作为当前测向周期内的目标天线阵列。

进一步地，还包括：

若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值小于所述目标天线阵列的有效范围的下限值，则沿前一测向周期内选定的目标天线阵列的逆时针方向选取与其相邻的天线阵列作为当前测向周期内的目标天线阵列。

进一步地，还包括：

若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值大于所述目标天线阵列的有效范围的上限值，则沿前一测向周期内选定的目标天线阵列的顺时针方向选取与其相邻的天线阵列作为当前测向周期内的目标天线阵列。

进一步地，还包括：

将测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息发送至解算节点，以使该解算节点根据该角度信息与至少一个其他测向节点发送的各自相对于所述目标节点的角度信息对所述目标节点进行定位，得到所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息。

进一步地，在所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列之前，还包括：

预先设置相邻的各个所述定向天线阵列之间的方向裕量角。

进一步地，所述方向裕量角基于预先获取的目标节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测向节点自身的最大定位距离确定而得。

进一步地，在所述预先设置相邻的各个所述定向天线阵列之间的方向裕量角之前，还包括：

基于所述定向天线阵列的尺寸和测向节点自身的尺寸确定所述定向天线阵列的目标数量；

在测向节点自身设置符合所述目标数量的定向天线阵列。

第三方面，本申请提供一种无线定位方法，包括：

接收至少三个测距节点分别应用无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息；

应用各个所述测距节点分别相对于所述目标节点的距离信息，确定所述目标节点当前的位置信息；

将所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息分别发送至对应的至少三个测距节点，和/或，将包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的测距控制指令发送至对应的至少三个测距节点以使该至少三个测距节点基于该测距控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。

第四方面，本申请提供一种无线定位方法，包括：

接收至少一个测向节点应用所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息；

应用所述测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

第五方面，本申请提供一种无线定位方法，包括：

接收至少一个测距节点分别应用所述的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息，以及，至少一个其他测向节点应用所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息，其中，所述测向周期与所述测距周期相同；

应用至少一个所述测距节点相对于所述目标节点的距离信息和至少一个其他测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息；

将所述目标节点当前的位置信息发送至对应的至少一个所述测距节点中。

第六方面，本申请提供一种测距节点，包括：

测距天线选取模块，用于在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同；

测距通信模块，用于应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信；

距离确定模块，用于基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。

第七方面，本申请提供一种测向节点，包括：

测向天线选取模块，用于在当前的测向周期内，自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同，且每个所述定向天线中均包含有多个定向天线；

测向通信模块，用于应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线阵列中的多个定向天线分别与所述目标节点之间进行数据通信；

角度确定模块，用于基于所述数据通信的结果获取测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息。

第八方面，本申请提供一种解算节点，包括：

距离信息接收模块，用于接收至少三个测距节点分别应用所述的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息；

距离定位模块，用于应用各个所述测距节点分别相对于所述目标节点的距离信息，确定所述目标节点当前的位置信息；

定位数据发送模块，用于将所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息分别发送至对应的至少三个测距节点，和/或，将包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的测距控制指令发送至对应的至少三个测距节点以使该至少三个测距节点基于该测距控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。

第九方面，本申请提供一种解算节点，包括：

角度信息接收模块，用于接收至少一个测向节点应用所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息；

方向定位模块，用于应用所述测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

第十方面，本申请提供一种解算节点，包括：

综合数据接收模块，用于接收至少一个测距节点分别应用所述的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息，以及，至少一个其他测向节点应用所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息；

综合定位模块，用于应用至少一个所述测距节点相对于所述目标节点的距离信息和至少一个其他测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息；

位置信息发送模块，用于将所述目标节点当前的位置信息发送至对应的至少一个所述测距节点中。

第十一方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的无线测距方法的步骤。

第十二方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的无线测向方法的步骤。

第十三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的无线定位方法的步骤。

第十四方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的无线定位方法的步骤。

第十五方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的无线定位方法的步骤。

第十六方面，本申请提供一种用于无线测距的基站，该基站上设有无线测距控制器、射频切换模块以及多个定向天线；

所述基站与所述解算节点之间通信连接；

所述无线测距控制器与所述射频切换模块连接，且该无线测距控制器用于实现所述的无线测距方法；

所述射频切换模块分别与各个所述定向天线连接以用于根据所述无线测距控制器的指令对应切换各个所述定向天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同。

第十七方面，本申请提供一种用于无线测向的基站，该基站上设有无线测向控制器、射频切换模块以及多个定向天线；

所述基站与所述解算节点之间通信连接；

所述无线测向控制器与所述射频切换模块连接，且该无线测向控制器用于实现所述的无线测向方法；

所述射频切换模块分别与各个所述定向天线阵列连接以用于根据所述无线测距控制器的指令对应切换各个所述定向天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同。

第十八方面，本申请提供一种无线定位系统，包括：多个所述的用于无线测距的基站，和/或，多个所述的用于无线测向的基站；

所述无线定位系统还包括多个目标节点，以及，与各个所述基站分别通信连接的服务器，其中，所述目标节点为标签；

所述服务器用于实现所述的无线定位方法，其中，各个所述基站和各个所述标签均位于同一定位区域内。

由上述技术方案可知，本申请提供的一种无线测距、测向和定位方法及相关设备，其中一种无线测距方法包括：在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同；应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信；基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息，通过动态切换定向天线调整无线信号的冲突域范围，能够有效减少测量过程中的无线信号的冲突域范围，避免不必要的碰撞，并能够提高针对目标节点的无线测量的准确性和可靠性，进而能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测量结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测距，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为测量节点之间的冲突域示意图。

图2为定向天线冲突域和全向天线冲突域之间的对比关系示意图。

图3为本申请实施例中的无线测距控制器的结构示意图。

图4为本申请实施例中的用于无线测距的基站的结构示意图。

图5为本申请实施例中的射频切换模块的结构示意图。

图6为本申请实施例中的无线测距方法的流程示意图。

图7为本申请实施例中的无线测距方法中的步骤110的第一种具体实现过程的流程示意图。

图8为本申请实施例中的无线测距方法中的步骤110的第二种具体实现过程的流程示意图。

图9为本申请实施例中的无线测距方法中的步骤110的第三种具体实现过程的流程示意图。

图10为本申请实施例中的无线测距方法中的步骤1101和步骤1102的流程示意图。

图11为本申请实施例中的无线定位系统的组成内容示意图。

图12为本申请实施例中的无线测距方法的举例流程示意图。

图13为本申请实施例中的包含有步骤140的无线测距方法的流程示意图。

图14为本申请实施例中的包含有步骤150的无线测距方法的流程示意图。

图15为本申请实施例中的包含有步骤103的无线测距方法的流程示意图。

图16为本申请实施例中的包含有步骤101和步骤102的无线测距方法的流程示意图。

图17为本申请实施例中的方向裕量角的示意图。

图18为本申请实施例中的电子设备的结构示意图。

图19为本申请实施例中的无线测向控制器的结构示意图。

图20为本申请实施例中的用于无线测向的基站的结构示意图。

图21为本申请实施例中的天线阵列的结构示意图。

图22为本申请实施例中的无线测向方法的流程示意图。

图23为本申请实施例中的无线测向方法中的步骤210的第一种具体实现过程的流程示意图。

图24为本申请实施例中的无线测向方法中的步骤210的第二种具体实现过程的流程示意图。

图25为本申请实施例中的无线测向方法中的步骤210的第三种具体实现过程的流程示意图。

图26为本申请实施例中的无线测向方法中的步骤210的第四种具体实现过程的流程示意图。

图27为本申请实施例中的包含有步骤2101和步骤2102的无线测向方法的流程示意图。

图28为本申请实施例中的相位角的示意图。

图29为本申请实施例中的天线阵列切换示意图。

图30为本申请实施例中的包含有步骤240的无线测向方法的流程示意图。

图31为本申请实施例中的包含有步骤250的无线测向方法的流程示意图。

图32为本申请实施例中的包含有步骤203的无线测向方法的流程示意图。

图33为本申请实施例中的包含有步骤201和步骤202的无线测向方法的流程示意图。

图34为本申请实施例中的基于测距结果的解算节点的结构示意图。

图35为本申请实施例中的应用测距结果进行无线定位方法的流程示意图。

图36为本申请实施例中的包含有步骤340的应用测距结果进行无线定位方法的流程示意图。

图37为本申请实施例中的基于测向结果的解算节点的结构示意图。

图38为本申请实施例中的包含有第二定位数据发送模块的基于测向结果的解算节点的结构示意图。

图39为本申请实施例中的应用测向结果进行无线定位方法的流程示意图。

图40为本申请实施例中的包含有步骤430的应用测向结果进行无线定位方法的流程示意图。

图41为本申请实施例中的包含有步骤440的应用测向结果进行无线定位方法的流程示意图。

图42为本申请实施例中的基于测距结果和测向结果的解算节点的结构示意图。

图43为本申请实施例中的包含有测距控制指令发送模块和测向控制指令发送模块的基于测距结果和测向结果的解算节点的结构示意图。

图44为本申请实施例中的包含有第一获取请求接收模块和第二获取请求接收模块的基于测距结果和测向结果的解算节点的结构示意图。

图45为本申请实施例中的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法的流程示意图。

图46为本申请实施例中的包含有步骤540和步骤550的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法的流程示意图。

图47为本申请实施例中的包含有步骤560和步骤570的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法的流程示意图。

图48为本申请实施例中的无线定位系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在现有的应用UWB技术进行无线定位的过程中，测量节点和目标节点可以通过无线通信获得二者之间的相对距离或者相对角度。参见图1，假设一次定位通信花费时间为t₀，测量节点发射信号最远影响距离为d₀，测量节点1和测量节点2分别于t₁时刻和t₂时刻发送一次信号s₁和s₂，目标节点距离测量节点1和测量节点2的距离分别为d₁和d₂，则当同时满足以下条件时，|t₁-t₂|＜t₀，d₁＜d₀且d₂＜d₀，会出现s₁和s₂相撞的情况。当帧出现相撞时，目标节点仅能收到一个测量节点的信号或者两个测量节点的信号均无法正确接收。

在一定的时间和空间范围内，每一个UWB信号帧都会占用一定的时长，则整个时间轴上所能容纳的信号帧(定位通信过程)是有限的，由至少一个测量节点构成的无线定位系统所能容纳的定位通信次数也是有限的，这个有限的通信次数限制了目标节点的个数和通信频次。在一定的时间和空间范围内，无线定位系统中的目标节点以一定的频率定位自身位置的情况下，无线定位系统所能容纳的最多的目标节点数目称为目标节点容量。

图1中的冲突域是指定位信号所能影响的空间范围，冲突域的大小会影响到目标节点容量。冲突域越大的无线定位系统，信号发送同一时刻与节点相撞的概率也越大，定位通信失败的概率也越大。目标节点要能够和基站进行通信，则目标节点必须落在测量节点冲突域范围之内。冲突域不能太小，冲突域太小意味着信号能送达的距离较小，目标节点和测量节点之间最远通信距离会比较小。

参见图2，对于全向天线，信号的影响距离在各个方向上是相同的，其冲突域是圆形。而对于定向天线，冲突的距离范围在各个方向不同，冲突域是非圆形。如果测量节点使用的天线为单方向的定向天线，则在此方向及其附近方向，信号影响距离较远，在其他方向信号影响距离较近，测量节点冲突域为椭圆形。与目标节点进行定位通信时，如果定向天线指向目标节点方向，相同的通信距离情况下，使用定向天线信号冲突范围要小于使用全向天线的情况。

基于上述内容，本申请分别提供一种无线测距方法、无线测向方法、无线定位方法、测距节点、测向节点、解算节点、电子设备、用于无线测距的基站、用于无线测向的基站以及无线定位系统，通过动态切换定向天线调整无线信号的冲突域范围，能够有效减少测量过程中的无线信号的冲突域范围，避免不必要的碰撞，并能够提高针对目标节点的无线测量的准确性和可靠性，进而能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测量结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测距，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

在本申请的一个或多个实施例中，所述测量节点具体可以指测距节点或者测向节点，同时，一个测量节点也可以同时实现测距和测向的功能。举例来说，所述测量节点可以为用于实现针对目标节点进行无线测距和/或无线测向的基站。

在本申请的一个或多个实施例中，所述目标节点具体可以为测量节点要进行无线测距和/或无线测向的目标，该目标节点需在由至少一个测量节点构成的无线测量系统的测量范围内。举例来说，所述目标节点可以为能够与基站之间进行信号传输的标签。

在一种举例中，本申请的无线测距方法、无线测向方法及无线定位方法油漆适用于人群聚集区域(被被定位目标特别密集的场景)，具体来说，可以在一目标场地中设置多个用于实现针对目标节点进行无线测距和/或无线测向的基站和至少一个解算节点，同时，目标场地中的每个人均佩戴一个能够与基站之间进行信号传输的标签。

在本申请的一个或多个实施例中，所述解算节点为用于根据无线测距结果和/或无线测向结果对目标节点进行定位的节点，即可以为无线定位系统的主机。举例来说，该节点具体可以为一种与无线定位系统中的各个基站均能够进行数据通信的服务器，该服务器还可以与至少一个客户端设备之间通信连接，以将目标节点的定位结果发送至对应的客户端设备进行显示，或者在服务器判断目标节点的定位结果超出预设行动范围后，生成针对目标节点的报警信息，并将该报警信息发送至对应的客户端设备和/或报警装置，其中的报警装置可以为能够根据报警信息播放对应的警示语音信息的扩音设备或声光报警器等。

基于上述内容，所述解算节点可以与所述测量节点之间集成设置，也即，作为测量节点的装置本身也具备解算节点的功能。另外，所述解算节点也可以与所述目标节点之间集成设置，也即，作为目标节点的装置本身也具备解算节点的功能。

可以理解的是，所述客户端设备可以包括智能手机、平板电子设备、网络机顶盒、便携式计算机、台式电脑、个人数字助理(PDA)、车载设备、智能穿戴设备等。其中，所述智能穿戴设备可以包括智能眼镜、智能手表、智能手环等。

在实际应用中，根据无线测距结果和/或无线测向结果对目标节点进行定位的部分可以在如上述内容所述的服务器侧执行，也可以所有的操作都在客户端设备中完成。具体可以根据所述客户端设备的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本申请对此不作限定。若所有的操作都在所述客户端设备中完成，所述客户端设备还可以包括处理器。

上述的客户端设备可以具有通信模块(即通信单元)，可以与远程的服务器进行通信连接，实现与所述服务器的数据传输。所述服务器可以包括任务调度中心一侧的服务器，其他的实施场景中也可以包括中间平台的服务器，例如与任务调度中心服务器有通信链接的第三方服务器平台的服务器。所述的服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式装置的服务器结构。

所述服务器与所述客户端设备之间可以使用任何合适的网络协议进行通信，包括在本申请提交日尚未开发出的网络协议。所述网络协议例如可以包括TCP/IP协议、UDP/IP协议、HTTP协议、HTTPS协议等。当然，所述网络协议例如还可以包括在上述协议之上使用的RPC协议(Remote Procedure Call Protocol，远程过程调用协议)、REST协议(Representational State Transfer，表述性状态转移协议)等。

本申请提供的无线测距、测向和定位方法及相关设备具体通过下述多个实施例分别进行说明。

(一)无线测距

实施例1-1：无线测距控制器

为了能够有效减少测距过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种无线测距控制器，该无线测距控制器能够实现本申请后述的一个或多个实施例中的无线测距方法中的全部或部分内容，该无线测距控制器设置在本申请中的测距节点中，若所述测距节点为基站，则所述无线测距控制器的功能可以直接对所述基站的原有控制器的内部执行逻辑进行改进来实现，以在提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性的同时，进一步减少无线测距的实现成本。

从软件实现的层面来说，参见图3，本实施例中所述无线测距控制器10具体可以包含有多个功能性模型，其中，由于所述无线测距控制器10设置在所述测距节点中，因此，可以将下述的多个功能性模型理解为设置在所述测距节点中的功能性模块，具体包含有如下内容：

测距天线选取模块11，用于在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同。

在本申请的一个或多个实施例中，测距周期为存储在测距节点本地的预先设置的预设时长，举例来说，所述测距周期可以为：100-1000ms。其中，在每个测距周期里，通信的设备(基站和标签)越多，时隙分配的要求就越高，也就越容易装帧，进而使得本方案的效果越好。

测距通信模块12，用于应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信。

可以理解的是，所述无线通信技术可以指短距离无线通信技术和/或无载波通信技术，其具体类型的选取主要取决于通信设备的功能，其中的短距离无线通信技术可以包含有Wi-Fi技术、蓝牙技术及ZigBee技术等。

在本申请的一个或多个实施例中，无载波通信技术即为前述提及的UWB技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。

距离确定模块13，用于基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。

可以理解的是，所述测距节点对目标节点进行测距的过程是实时性的或者周期性的，具体可以根据实际应用需求进行预先设置，因此，在所述测距节点基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息是指该目标节点在当前的测距周期内与所述测距节点之间的距离信息。

本申请实施例提供的无线测距控制器的实施例具体可以用于执行本申请后述的一个或多个实施例中的无线测距方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照下述无线测距方法实施例的详细描述。

实施例1-2：测距节点

为了能够有效减少测距过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例还提供一种测距节点。

如前述内容所述，测距节点具体可以为一种基站，或者能够实现基站功能的智能化设备。本实施例以所述无线测距节点具体为一种用于无线测距的基站进行详细说明。

用于无线测距的基站上设有无线测距控制器、射频切换模块以及多个定向天线；所述基站与对应的解算节点之间通信连接；所述无线测距控制器与所述射频切换模块连接，且该无线测距控制器用于实现后述的无线测距方法；所述射频切换模块分别与各个所述定向天线连接以用于根据所述无线测距控制器的指令对应切换各个所述定向天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同。

参见图4，该用于无线测距的基站01上设有前述实施例1-1中所述的无线测距控制器10、射频切换模块30以及多个定向天线，分别以天线1至天线n表示；用于无线测距的基站01与解算节点之间通信连接。其中，所述无线测距控制器10与所述射频切换模块30连接。所述射频切换模块分别与各个所述定向天线连接以用于根据所述无线测距控制器的指令对应切换各个所述定向天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同。

具体来说，本实施例将用于无线测距的基站01设计成一个主机挂载多个定向天线的形式。定向天线指向四周，用于无线测距的基站01可以通过射频开关切换到各个定向天线上。在用于无线测距的基站01上建立一个本地坐标系，每个天线的朝向可以表示为本地坐标系下的一个单位向量。n个天线的朝向向量为

基于上述内容，一个无线定位系统可以包含多个用于无线测距的基站01和标签，用于无线测距的基站01分散布置并通过以太网数据通道与无线定位系统的主机相连。用于无线测距的基站01获得与标签的测距通信信息，并在获得用于无线测距的基站01与标签的相对距离后，上传给无线定位系统的主机，主机通过各个标签相对于各个用于无线测距的基站01的一系列相对距离计算得到标签的位置。主机计算得到标签位置后会将位置信息下传给各个用于无线测距的基站01。可以理解的是，该例中的主机即为本申请的一个或多个实施例中提及的服务器的替代方案。

实施例1-3：射频切换模块

为了通过提高动态切换定向天线的可靠性，以进一步有效减少测距过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例还提供一种射频切换模块。

如前述实施例1-2所述，射频切换模块30设置在所述用于无线测距的基站中，具体来说，射频切换模块30的切换频率可根据测距帧的收发频率设置，高于测距帧的收发频率即可。参见图5，射频切换模块30可以使用单个射频开关或者多个射频开关级联。例如8个定向天线的射频切换模块30，可以使用一个单刀8掷开关，也可使用7个单刀双掷开关级联完成功能。如果三路控制信号[C₂C₁C₀]置为[000]时，则天线接口被切换到第一个天线，如果三路控制信号[C₂C₁C₀]被置为[001]时，则天线接口被切换到第二个天线，依次类推，三路控制信号可以提供8种控制状态，分别对应8个天线接口。

实施例1-4：无线测距方法

为了能够有效减少测距过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种无线测距方法，该无线测距方法应用前述的测距节点或者无线测距控制器实现，参见图6，所述无线测距方法具体包含有如下内容：

步骤110：在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同。

步骤120：应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信。

在步骤120中，所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信可以为：目标天线发射信号脉冲，基站需要提前安装在需要定位的空间里面，并需要自定义一个直角坐标系统，测绘出自身的X，Y和Z坐标。目标天线发射的脉冲飞行速度为光速C，脉冲到达基站的时间分别为T1，基站通过光速C×时间T就可以算得自身与目标节点之间的距离L1。

步骤130：基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。

其一，为了在减少测距过程中的无线信号的冲突域范围、提高目标节点的测量容量的基础上，进一步提高无线测距过程的适用性，以在非初始测量情形下实现天线切换，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图7，所述步骤110的第一种具体实现过程包含有如下内容：

步骤111：判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若是，则执行步骤112。

步骤112：根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。

在步骤112中，若测距节点获知目标节点在前一测距周期的位置信息为(x11，y11)，则将测距节点对应的用于无线测距的基站中的测量范围与(x11，y11)对应的一个天线确定为当前的目标天线，后述控制该目标天线与所述目标节点之间进行数据通信。

可以理解的是，在步骤130之后，所述测距节点将测距节点在当前测距周期内的自身相对于所述目标节点的距离信息发送至对应的解算节点，该解算节点可以根据接收的至少三个测距节点分别发送的各自相对于所述目标节点的距离信息；确定所述目标节点当前的位置信息，并将所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息分别发送至对应的至少三个测距节点，和/或，将包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的测距控制指令发送至对应的至少三个测距节点以使该至少三个测距节点基于该测距控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。基于此，所述目标节点在前一测距周期的位置信息可以为预先在测距节点本地存储的来自解算节点发送的目标节点的位置信息，进而使得测距节点在后述的无线测距过程中，能够快速的自本地获取目标节点在前一测距周期的位置信息作为判断依据，进而提高天线切换的效率和准确性。

其二，为了在减少测距过程中的无线信号的冲突域范围、提高目标节点的测量容量的基础上，进一步提高无线测距过程的适用性，以在初始测量或者测距节点本地未存有前一测距周期的位置信息的情形下依然能够实现天线切换，以进一步提高无线测距过程的可靠性，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图8，所述步骤110的第二种具体实现过程包含有如下内容：

步骤111：判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则执行步骤113。

步骤113：在设置在测距节点自身的多个定向天线中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线。

可以理解的是，在设置在测距节点自身的多个定向天线中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线的一种具体实施方式可以为：若所述测距节点在多次执行随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线并应该目标天线进行测距后(尽管第一个随机选择的天线和对应的测距数据不是质量最好的)，通过多次的选择，测距节点系统会收敛。

其三，为了在减少测距过程中的无线信号的冲突域范围、提高目标节点的测量容量的基础上，进一步提高无线测距过程的适用性，以在初始测量或者测距节点本地未存有前一测距周期的位置信息的情形下依然能够实现天线切换，同时保证切换的准确性，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图9，所述步骤110的第三种具体实现过程包含有如下内容：

步骤111：判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则执行步骤114。

步骤114：向对应的解算节点发送针对该目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求。

在上述内容中，所述测距节点向对应的解算节点发送针对该目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求之后，所述解算节点根据该获取请求将所述目标节点在前一测距周期的位置信息发送至该测距节点。

步骤115：接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点在前一测距周期的位置信息，则根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。

可以理解的是，所述解算节点本次存储的所述目标节点在前一测距周期的位置信息可以是预先应用无线定位系统中的任何一个测距节点发送的目标节点的距离信息获取的，也可以为预先应用无线定位系统中的任何一个测向节点发送的目标节点的角度信息获取的，因此，若当前的测距节点是首次尝试对所述目标节点进行测距，也可以应用自所述解算节点中获取根据其他的测距节点发送的目标节点的距离信息或者其他的测向节点发送的目标节点的角度信息获取的该目标节点的位置信息获取。

其中，在步骤110的第一种具体实现过程和第三种具体实现过程中，参见图10，其中的所述根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线的具体过程包含有如下内容：

步骤1101：根据预存储的目标节点在前一测距周期的位置信息，确定该目标节点相对于测距节点自身的相对方向单位向量。

步骤1102：基于所述相对方向单位向量和设置在测距节点自身的各个定向天线的方向单位向量，在各个所述定向天线中择一作为当前的目标天线。

由此可知，基于上述内容，能够通过增强天线切换的可靠性，来进一步保证天线冲突域减小过程的实现，以提高测距准确性，参见图11和图12，具体举例如下：

以无线定位系统为例，在全局坐标系下，基站A₁的坐标为(x₁，y₁)，基站A₁与标签T₁进行测距时，基站A₁先查询是否知道标签T₁的上一个测距周期的位置，如果不知道，则切换到一个随机的天线上，或者自对应的解算节点获取；如果已知标签T₁在上一个测距周期的位置为(x_t1，y_t1)，则计算标签相对于基站的相对方向单位向量为：

基站A₁的本地坐标系相对于全局坐标系的旋转矩阵为M₁，则基站A₁的n个天线方向单位向量

在全局坐标系下的表示为：

依次计算天线方向单位向量与标签相对方向单位向量的余弦值：

其中k＝1，2，...n

比较所有的cosθ₁，cosθ₂，...，cosθ_n的值，其中第m个余弦值最大，则将基站天线切换到天线m。

切换完天线后，在进行测距的过程中，可以在无线定位系统中，由基站向标签发送一帧无线信号，并记下时间ts₁，在标签收到信号后，延迟Δts时间后回复基站一帧无线信号，基站收到并记下收到时间ts₂，则无线信号在空中飞行时间为：

t_f＝ts₂-ts₁-Δts

根据电磁波在空气中的传播速度C可得基站与标签之间的距离为：

基站A₁计算得到与标签T₁的距离后上传给系统主机。在该例中，所述系统主机即为本申请的一个或多个实施例中提及的服务器的替代方案。所述解算节点可以为设置有服务器或系统主机的设备，所述解算节点自身也可以为服务器或系统主机。

在本申请的一个或多个实施例中，所述无线定位系统双向无线定位系统中具体可以为一种双向无线定位系统，该双向无线定位系统可以为飞行时间测距法TOF(Time offlight)的一种，TOF测距方法属于双向测距技术，它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)(或被反射面)之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。传统的测距技术分为双向测距技术和单向测距技术。

由此，当应用上述方式进行测距定位时，在不改变最大测距距离的情况下，节点发送信号的冲突域会缩小，信号碰撞的概率较低，定位通信的成功率增加，对增加标签容量有一定的作用。

另外，如前述内容所述，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图13，在所述步骤130之后，还可以包含有如下内容：

步骤140：将测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息发送至解算节点，以使该解算节点根据该距离信息与至少两个其他测距节点发送的各自相对于所述目标节点的距离信息对所述目标节点进行定位，得到所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息。

由此，将无线测距结果应用与目标节点的定位过程，能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测量结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测距，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

为了进一步提高测距节点在下一次测距周期进行天线的选取的便捷性和可靠性，以进一步提高目标节点的测量容量，以及提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图14，所述无线测距方法中还具体包含有如下内容：

步骤150：若接收到解算节点发送的所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息，则将该位置信息存储至本地。

可以理解的是，虽然图14中的步骤150执行在步骤140之后，但在实际应用中，步骤150可以在步骤110之前、步骤110至140之间的任意位置执行，也就是说，只要所述测距节点在任何实际接收到解算节点发送的所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息，就将该位置信息存储至本地。

为了保证目标节点出现位置估计偏差时也能测距成功，以进一步提高目标节点的测量容量，以及提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图15，所述无线测距方法中的步骤110之前还具体包含有如下内容：

步骤103：预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角。

可以理解的是，所述方向裕量角基于预先获取的节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测距节点自身的最大定位距离确定而得。

为了进一步保证标签能够一直落在有效的测距范围之内，以进一步提高目标节点的测量容量，以及提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图16，所述无线测距方法中的步骤103之前还具体包含有如下内容：

步骤101：基于所述定向天线的尺寸和测距节点自身的尺寸确定所述定向天线的目标数量。

步骤102：在测距节点自身设置符合所述目标数量的定向天线。

可以理解的是，虽然图16中的步骤101和步骤102执行在步骤103之前，但在实际应用中，步骤101和步骤102可以直接单独执行在步骤110之前，也就是说，步骤103，以及步骤101和步骤102可以单独执行，若二者均被执行，则可以更为优选地提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性。

具体来说，在本申请的应用UWB技术的无线定位系统中，由于使用的无线信号带宽较大(500MHz以上)，相比于其他无线定位方式，定位精度较高，定位误差一般小于数十厘米。其中，所述UWB技术即为本申请的一个或多个实施例中提及的无载波通信技术。较高的定位精度可以使得天线切换得更加准确。如果基站包含n个定向天线，定向天线均匀的布置在各个方向上，基站标称最大定位距离为d，定向天线有效方向范围是α(弧度制)，标签最大定位误差为ε，两次定位之间，标签最大移动距离为S，则该标签开始测距准备切换天线时，标签估计位置和实际位置的最大偏差为：

Δ_max＝ε+s

相邻天线的有效方向之间存在一定的重叠，称为方向裕量角，用来保证标签出现位置估计偏差时也能测距成功。参见图17，这个方向裕量角为：

当标签位于最远测距边缘时，且位置误差刚好垂直于标签基站连线时，最容易切换天线失败。此时应当满足标签的估计位置偏差不能偏移出定向天线方向角裕量。即：

只有当上面这个不等式满足，才能保证切换天线后，标签能够一直落在有效的测距范围之内。对于一定的定向天线，其有效角度和最大距离时确定的，为了保证不等式的成立，可以尽量做到以下几点：

1、使n较大，即使用较多的定向天线。考虑到天线和基站尺寸，安装方便等因素，n值也不能太大，一般情况下取n值为8-12比较合适。

2、使ε较小，即保证较高的定位精度，这一点UWB无线定位比较有优势，ε值在数十厘米以内比较合适。其中，本方案在短距离通信都可以用，蓝牙定位，WIFI定位也可以但在UWB效果更优：1)UWB定位精度高，天线选择更准，效果更好；2)UWB定位系统，因为是无载波通信，相对于其他，单帧长更短，系统容量更大(同时测距的标签多)，测距帧更密集，更易撞帧。

3、使s较小，即保证标签在两个周期之间运动距离较短，此方案应当在标签运动较慢的场景下更好，若标签运动较快，则应当提高测距频率。如果定位一般的行走的人员，其速度一般不大于2m/s，定位刷新率3Hz以上便可保证s值在一米以内。如果定位更快的物体，则应该用更高的刷新率，保证s值在较小的范围内。

实施例1-5：用于无线测距的电子设备

从硬件层面来说，实施例1-1中的无线测距控制器的硬件实现具体可以为一种用于无线测距的电子设备，能够有效减少测距过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，所述用于无线测距的电子设备具体包含有如下内容：

处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现无线测距控制器分别与射频切换模块、解算节点以及用户终端等相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例1-4中的无线测距方法的实施例，以及，实施例1-1中的无线测距控制器进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

图18为本申请实施例的电子设备9600的系统构成的示意框图。可以理解的是，所述实施例1-5中的用于无线测距的电子设备、后述的实施例2-5中的用于无线测向的电子设备、实施例3-5中的基于测距结果进行无线定位的电子设备、实施例4-5中的基于测向结果进行无线定位的电子设备，以及，实施例5-5中的基于测向结果和测距结果进行无线定位的电子设备，均可以应用图18中的电子设备9600的结构实现，当然，各个不同的电子设备之间也可以应用不同的结构实现，本申请对此不作限制。

如图18所示，该电子设备9600可以包括中央处理器9100和存储器9140；存储器9140耦合到中央处理器9100。值得注意的是，该图18是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。

该实施例中，无线测距的功能可以被集成到中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：

在另一个实施方式中，无线测距控制器可以与中央处理器9100分开配置，例如可以将无线测距控制器配置为与中央处理器9100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现无线测距功能。

如图18所示，该电子设备9600还可以包括：通信模块9110、输入单元9120、音频处理器9130、显示器9160、电源9170。值得注意的是，电子设备9600也并不是必须要包括图18中所示的所有部件；此外，电子设备9600还可以包括图18中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图18所示，中央处理器9100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器9100接收输入并控制电子设备9600的各个部件的操作。

其中，存储器9140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器9100可执行该存储器9140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。

输入单元9120向中央处理器9100提供输入。该输入单元9120例如为按键或触摸输入装置。电源9170用于向电子设备9600提供电力。显示器9160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。

该存储器9140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器9140还可以是某种其它类型的装置。存储器9140包括缓冲存储器9141(有时被称为缓冲器)。存储器9140可以包括应用/功能存储部9142，该应用/功能存储部9142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器9100执行电子设备9600的操作的流程。

存储器9140还可以包括数据存储部9143，该数据存储部9143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器9140的驱动程序存储部9144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。

通信模块9110即为经由天线9111发送和接收信号的发送机/接收机9110。通信模块(发送机/接收机)9110耦合到中央处理器9100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。

基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块9110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)9110还经由音频处理器9130耦合到扬声器9131和麦克风9132，以经由扬声器9131提供音频输出，并接收来自麦克风9132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器9130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器9130还耦合到中央处理器9100，从而使得可以通过麦克风9132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器9131来播放本机上存储的声音。

实施例1-6：用于无线测距的计算机可读存储介质

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例1-4中的无线测距方法中全部或部分步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例1-4中的无线测距方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

从上述描述可知，本申请实施例提供的用于无线测距的计算机可读存储介质，通过动态切换定向天线调整无线信号的冲突域范围，能够有效减少测距过程中的无线信号的冲突域范围，避免不必要的碰撞，并能够提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测距结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测距，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

(二)无线测向

实施例2-1：无线测向控制器

为了能够有效减少测向过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种无线测向控制器，该无线测向控制器能够实现本申请后述的一个或多个实施例中的无线测向方法中的全部或部分内容，该无线测向控制器设置在本申请中的测向节点中，若所述测向节点为基站，则所述无线测向控制器的功能可以直接对所述基站的原有控制器的内部执行逻辑进行改进来实现，以在提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性的同时，进一步减少无线测向的实现成本。

从软件实现的层面来说，参见图19，本实施例中所述无线测向控制器20具体可以包含有多个功能性模型，其中，由于所述无线测向控制器20设置在所述测向节点中，因此，可以将下述的多个功能性模型理解为设置在所述测向节点中的功能性模块，具体包含有如下内容：

测向天线选取模块21，用于在当前的测向周期内，自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同，且每个所述定向天线中均包含有多个定向天线。

在本申请的一个或多个实施例中，测向周期为存储在测向节点本地的预先设置的预设时长，举例来说，所述测向周期可以为：100-1000ms。其中，在每个测向周期里，通信的设备(基站和标签)越多，时隙分配的要求就越高，也就越容易装帧，进而使得本方案的效果越好。

测向通信模块22，用于应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线阵列中的多个定向天线分别与所述目标节点之间进行数据通信。

角度确定模块23，用于基于所述数据通信的结果获取测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息。

可以理解的是，所述测向节点对目标节点进行测向的过程是实时性的或者周期性的，具体可以根据实际应用需求进行预先设置，因此，在所述测向节点基于所述数据通信的结果获取测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息是指该目标节点在当前的测向周期内与所述测向节点之间的角度信息。

本申请实施例提供的无线测向控制器的实施例具体可以用于执行本申请后述的一个或多个实施例中的无线测向方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照下述无线测向方法实施例的详细描述。

实施例2-2：测向节点

为了能够有效减少测向过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例还提供一种测向节点。

如前述内容所述，测向节点具体可以为一种基站，或者能够实现基站功能的智能化设备。本实施例以所述无线测向节点具体为一种用于无线测向的基站进行详细说明。

所述用于无线测向的基站上设有无线测向控制器、射频切换模块以及多个定向天线；所述基站与对应的解算节点之间通信连接；所述无线测向控制器与所述射频切换模块连接，且该无线测向控制器用于实现后述的无线测向方法；所述射频切换模块分别与各个所述定向天线阵列连接以用于根据所述无线测距控制器的指令对应切换各个所述定向天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同。

参见图20，该用于无线测向的基站02上设有前述实施例2-1中所述的无线测向控制器20、与前述实施例1-3中相同类型的射频切换模块30以及多个定向天线阵列，分别以天线阵列1至天线阵列n表示；用于无线测向的基站02与解算节点之间通信连接。其中，所述无线测向控制器20与所述射频切换模块30连接。所述射频切换模块分别与各个所述定向天线阵列连接以用于根据所述无线测向控制器的指令对应切换各个所述定向天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同。

具体来说，要完成无线测向的过程，用于无线测向的基站每次与标签通讯时，需要用多路天线(至少两路)同时接通工作。对于包含基站测向的系统，每一个方向上包含的不再是一个单一的天线，而是一个天线阵列。因此在每次切换天线方向时要同时切换多路天线。参见图21，以每个方向的天线阵列有两个天线的测向系统为例，每个方向上的天线阵列中均平行排布两个完全相同的定向天线，通过这两个定向天线与标签通信获得标签相对于定向天线的方向。

在将每个方向的天线布设为多个定向天线后，用于无线测向的基站整体结构如图20所示。在测向的场景下，射频切换模块30中的射频开关也需要如实施例1-2中的射频开关所示，使用多刀多掷开关，以实现天线簇的切换。

基于上述内容，一个无线定位系统可以包含多个用于无线测向的基站02和标签，用于无线测向的基站02分散布置并通过以太网数据通道与无线定位系统的主机相连。用于无线测向的基站02获得与标签的测距通信信息，并在获得用于无线测向的基站02与标签的相对距离后，上传给无线定位系统的主机，主机通过各个标签相对于各个用于无线测向的基站02的角度信息计算得到标签的位置。主机计算得到标签位置后可以将位置信息下传给各个用于无线测向的基站02。

实施例2-3：无线测向方法

为了能够有效减少测向过程中的无线信号的冲突域范围，提高目标节点的测量容量并提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种无线测向方法，该无线测向方法应用前述的测向节点或者无线测向控制器实现，参见图22，所述无线测向方法具体包含有如下内容：

步骤210：在当前的测向周期内，自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同，且每个所述定向天线中均包含有多个定向天线。

步骤220：应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线阵列中的多个定向天线分别与所述目标节点之间进行数据通信。

步骤230：基于所述数据通信的结果获取测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息。

具体来说，在本申请的无线定位方法中，可以通过位置信息计算得到目标节点的角度信息，例如：可以应用至少三个基站(每个基站里n个定向天线)，通过TOF(至少三个距离)或TDOA(至少3个距离差)解算出目标的位置，从而得到目标节点的角度信息。另外，通过多次测量、解算后的目标节点的位置信息越来越收敛且精度高。

在一种具体举例中，由于UWB接近光速，定位信号频率高，因此目标节点的位置信息在2-3秒后即可稳定。

另外，还可以通过PDOA(相位差)计算得到目标节点的角度信息，例如：可以应用至少一个基站(多个也可以，1个可实现)，每个基站里n个天线阵列，一个天线阵列中具体包含有至少2个定向天线。

其中，一个天线阵列中最优可以设有两个定向天线，能够在实现准确测量的同时降低设置成本。如果一个天线阵列里只有一个定向天线，可通过比较多个定向天线与目标通信的信号强度来推算粗糙的目标方向，但此方式容易受干扰，方向数据不准，实用性低。

其一，为了在减少测向过程中的无线信号的冲突域范围、提高目标节点的测量容量的基础上，进一步提高无线测向过程的适用性，以应用本地获取的角度信息在非初始测量情形下实现天线阵列的切换，在本申请的无线测向方法的一个实施例中，参见图23，所述步骤210的第一种具体实现过程包含有如下内容：

步骤211：判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若是，则执行步骤212。

步骤212：根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列。

其二，为了在减少测向过程中的无线信号的冲突域范围、提高目标节点的测量容量的基础上，进一步提高无线测向过程的适用性，以应用接收自解算节点发送的位置信息在非初始测量情形下实现天线阵列的切换，在本申请的无线测向方法的一个实施例中，参见图24，所述步骤210的第二种具体实现过程包含有如下内容：

步骤213：判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的位置信息，若是，则执行步骤214。

步骤214：根据该目标节点在前一测向周期的位置信息，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列。

在步骤212中，若测向节点获知目标节点在前一测向周期的位置信息为(x11，y11)，则将测向节点对应的用于无线测向的基站中的测量范围与(x11，y11)对应的一个天线阵列确定为当前的目标天线阵列，后述控制该目标天线阵列与所述目标节点之间进行数据通信。

可以理解的是，在步骤230之后，所述测向节点将当前测向周期内的所述目标节点的角度信息发送至对应的解算节点，该解算节点可以根据接收的至少两个个测向节点分别发送的所述目标节点的角度信息；确定所述目标节点当前的位置信息，并可以选择将所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息分别发送至对应的至少两个测向节点，和/或，将包含有所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息的测向控制指令发送至对应的至少两个测向节点以使该至少两个测向节点基于该测向控制指令再次获取所述目标节点的角度信息。基于此，所述目标节点在前一测向周期的位置信息可以为预先在测向节点本地存储的来自解算节点发送的目标节点的位置信息，进而使得测向节点在后述的无线测向过程中，能够快速的自本地获取目标节点在前一测向周期的位置信息作为判断依据，进而提高天线阵列切换的效率和准确性。

其三，为了在减少测向过程中的无线信号的冲突域范围、提高目标节点的测量容量的基础上，进一步提高无线测向过程的适用性，以在初始测量或者测向节点本地未存有前一测向周期的位置信息或者角度信息的情形下依然能够实现天线阵列的切换，以进一步提高无线测向过程的可靠性，在本申请的无线测向方法的一个实施例中，参见图25，所述步骤210的第三种具体实现过程包含有如下内容：

若经步骤211和步骤213分别判断获知测向节点自身未预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息或位置信息，则执行步骤215。

步骤215：在设置在测向节点自身的多个定向天线阵列中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线阵列。

其四，为了在减少测向过程中的无线信号的冲突域范围、提高目标节点的测量容量的基础上，进一步提高无线测向过程的适用性，以在初始测量或者测向节点本地未存有前一测向周期的位置信息或角度信息的情形下依然能够实现天线阵列的切换，同时保证切换的准确性，在本申请的无线测向方法的一个实施例中，参见图26，所述步骤210的第四种具体实现过程包含有如下内容：

若经步骤211和步骤213分别判断获知测向节点自身未预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息或位置信息，则执行步骤216。

步骤216：向对应的解算节点发送针对该目标节点的在前一测向周期的位置信息的获取请求。

在上述内容中，所述测向节点向对应的解算节点发送针对该目标节点在前一测向周期的位置信息的获取请求之后，所述解算节点根据该获取请求将所述目标节点在前一测向周期的位置信息或角度信息发送至该测向节点。

步骤217：接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点的在前一测向周期的位置信息，则执行所述步骤214。

可以理解的是，所述解算节点本次存储的所述目标节点在前一测距周期的位置信息可以是预先应用无线定位系统中的任何一个测距节点发送的目标节点的距离信息获取的，也可以为预先应用无线定位系统中的任何一个测向节点发送的目标节点的角度信息获取的，因此，若当前的测向节点是首次尝试对所述目标节点进行测向，也可以自所述解算节点中获取根据其他的测距节点发送的目标节点的距离信息或者角度信息确定的该目标节点的位置信息。

其中，在步骤210的第一种、第二和第四种具体实现过程中，参见图27，其中的所述根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列的具体过程包含有如下内容：

步骤2101：根据相邻的两个天线阵列之间的夹角，确定所述目标天线阵列的有效范围；

步骤2102：判断所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值与所述目标天线阵列的有效范围之间的对应关系；并根据二者之间的对应关系，分别选取下述的步骤2103至步骤2105中的一个步骤执行。

可以理解的是，所述目标天线阵列的有效范围根据定向天线的特性设置，在本申请的一种举例中，在一个平面内，可视为对360°等分的关系，天线阵列的设置要均匀等分，当4个天线阵列时，则每个天线阵列的有效范围是90°。

步骤2103：若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值落在所述目标天线阵列的有效范围内，则将前一测向周期内选定的目标天线阵列依然作为当前测向周期内的目标天线阵列。

步骤2104：若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值小于所述目标天线阵列的有效范围的下限值，则沿前一测向周期内选定的目标天线阵列的逆时针方向选取与其相邻的天线阵列作为当前测向周期内的目标天线阵列。

步骤2105：若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值大于所述目标天线阵列的有效范围的上限值，则沿前一测向周期内选定的目标天线阵列的顺时针方向选取与其相邻的天线阵列作为当前测向周期内的目标天线阵列。

由此可知，基于上述内容，能够通过增强天线阵列切换的可靠性，来进一步保证天线冲突域减小过程的实现，以提高目标节点的测量容量并提高测向准确性，具体举例如下：

在无线定位系统中的标签与用于无线测向的基站之间的通信中，通过对比各个天线阵列收到的标签回复的信号的相位差，用于无线测向的基站可以获得标签与用于无线测向的基站之间的相对角度关系。相位角φ如图28所示。

以两个天线的天线阵列为例，标签来波方向与天线阵列正对方向的夹角为φ，两个平行天线之间的距离为l，通信所用的载波波长为λ，两个天线收到信号的相位差为η，则可以得到关系式：

即：

相比于单纯应用测距结果的无线定位系统，在单纯应用测向结果的无线定位系统中，或者，在综合应用测距结果和测向结果的无线定位系统中，基站可以根据角度信息来选择切换对应的天线阵列。

例如：参见图29，若上一次切换到第k个天线阵列，通过测量信号相位差获得标签相对于基站的角度为φ，靠近第k-1个天线阵列的方向为正，靠近第k+1个天线阵列的方向为负。

上一个周期使用的是天线阵列k，经过一个周期的通信，根据通信结果可以分为四种情况进行处理：

1、若测得-α/2＜φ＜α/2，则说明标签仍然落在天线阵列k的有效范围，天线簇接口切换不变，依旧使用天线阵列k；

2、若测得φ＞α/2，则说明标签落在天线阵列k-1的有效范围，天线簇接口切换到天线阵列k-1；

3、若测得φ＜-α/2，说明标签落在天线阵列k+1的有效范围内，天线簇接口切换到天线阵列k+1；

4、若无任何有效相位差信息，无法的得到φ的值，则随机切换天线阵列。

由此，当应用上述方式进行测向定位时，在不改变最大测向距离的情况下，节点发送信号的冲突域会缩小，信号碰撞的概率较低，定位通信的成功率增加，对增加标签容量有一定的作用。

另外，如前述内容所述，在本申请的无线测距方法的一个实施例中，参见图30，在所述步骤230之后，还可以包含有如下内容：

步骤240：将测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息发送至解算节点，以使该解算节点根据该角度信息与至少一个其他测向节点发送的各自相对于所述目标节点的角度信息对所述目标节点进行定位，得到所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息。

由此，将无线测向结果应用与目标节点的定位过程，能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测量结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用包含有至少两个的定向天线的天线阵列进行相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测距，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

为了进一步提高测向节点在下一次测向周期进行天线的选取的便捷性和可靠性，以进一步提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，在本申请的无线测向方法的一个实施例中，参见图31，所述无线测向方法中还具体包含有如下内容：

步骤250：若接收到解算节点发送的所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息，则将该位置信息存储至本地。

可以理解的是，虽然图31中的步骤250执行在步骤240之后，但在实际应用中，步骤250可以在步骤210之前、步骤210至240之间的任意位置执行，也就是说，只要所述测向节点在任何实际接收到解算节点发送的所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息，就将该位置信息存储至本地。

为了保证目标节点出现位置估计偏差时也能测向成功，以进一步提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，在本申请的无线测向方法的一个实施例中，参见图32，所述无线测向方法中的步骤210之前还具体包含有如下内容：

步骤203：预先设置相邻的各个所述定向天线阵列之间的方向裕量角。

可以理解的是，所述方向裕量角基于预先获取的目标节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测向节点自身的最大定位距离确定而得。

为了进一步保证标签能够一直落在有效的测向范围之内，以进一步提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，在本申请的无线测向方法的一个实施例中，参见图33，所述无线测向方法中的步骤203之前还具体包含有如下内容：

步骤201：基于所述定向天线阵列的尺寸和测向节点自身的尺寸确定所述定向天线阵列的目标数量。

步骤202：在测向节点自身设置符合所述目标数量的定向天线阵列。

可以理解的是，虽然图33中的步骤201和步骤202执行在步骤203之前，但在实际应用中，步骤201和步骤202可以直接单独执行在步骤210之前，也就是说，步骤203，以及步骤201和步骤202可以单独执行，若二者均被执行，则可以更为优选地提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性。

实施例2-4：用于无线测向的电子设备

从硬件层面来说，实施例2-1中的无线测向控制器的硬件实现具体可以为一种用于无线测向的电子设备，能够有效减少测向过程中的无线信号的冲突域范围，并提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，所述用于无线测向的电子设备具体包含有如下内容：

处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现无线测向控制器分别与射频切换模块、解算节点以及用户终端等相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例2-3中的无线测向方法的实施例，以及，实施例2-1中的无线测向控制器进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

该实施例中，无线测向的功能可以被集成到如图18所示的中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：

实施例2-5：用于无线测距的计算机可读存储介质

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例2-3中的无线测向方法中全部或部分步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例2-3中的无线测向方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

从上述描述可知，本申请实施例提供的用于无线测距的计算机可读存储介质，通过动态切换定向天线阵列调整无线信号的冲突域范围，能够有效减少测向过程中的无线信号的冲突域范围，避免不必要的碰撞，并能够提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测向结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线阵列相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测向，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

(三)基于测距结果的无线定位

实施例3-1：基于测距结果的解算节点

为了能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，并有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种基于测距结果的解算节点，该基于测距结果的解算节点能够实现本申请后述的一个或多个实施例中的基于测距结果的无线定位方法中的全部或部分内容，该基于测距结果的解算节点的功能可以直接对所述无线定位系统中的原有主机的内部执行逻辑进行改进来实现，以在提高针对目标节点的无线定位的准确性和可靠性的同时，进一步减少应用测距结果进行无线定位的实现成本。

从软件实现的层面来说，参见图34，本实施例中基于测距结果的解算节点具体可以包含有多个功能性模型，具体包含有如下内容：

距离信息接收模块31，用于接收至少三个测距节点分别应用实施例1-4中的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息。

距离定位模块32，用于应用各个所述测距节点分别相对于所述目标节点的距离信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

第一定位数据发送模块33，用于将所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息分别发送至对应的至少三个测距节点，和/或，将包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的测距控制指令发送至对应的至少三个测距节点以使该至少三个测距节点基于该测距控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。

可以理解的是，若所述测距节点对目标节点进行测距的过程是实时性的或者周期性的，则可以定时获取自身与目标节点之间的距离信息，并将该距离信息发送至所述基于测距结果的解算节点，若所述测距节点对目标节点进行测距的过程是根据测距控制指令执行的，则所述测距节点可以根据包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的测距控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。

本申请实施例提供的基于测距结果的解算节点的实施例具体可以用于执行本申请后述的一个或多个实施例中的应用测距结果进行无线定位方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照下述应用测距结果进行无线定位方法实施例的详细描述。

实施例3-2：应用测距结果进行无线定位方法

为了能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，并提高针对目标节点的无线定位的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种应用测距结果进行无线定位方法，该应用测距结果进行无线定位方法应用实施例3-1中的基于测距结果的解算节点与前述的测距节点或者无线测距控制器之间的交互过程实现，参见图35，所述应用测距结果进行无线定位方法具体包含有如下内容：

步骤310：接收至少三个测距节点分别应用所述无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息。

步骤320：应用各个所述测距节点分别相对于所述目标节点的距离信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

步骤330：将所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息分别发送至对应的至少三个测距节点，和/或，将包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的控制指令发送至对应的至少三个测距节点以使该至少三个测距节点基于该控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。

其中，为了在减少定位过程中的无线信号的冲突域范围的基础上，进一步提高无线定位过程的适用性，以在测距节点进行初始测量或者测距节点本地未存有前一测距周期的位置信息的情形下依然能够实现可靠的天线切换，以进一步提高无线定位过程的可靠性，在本申请的应用测距结果进行无线定位方法的一个实施例中，参见图36，所述应用测距结果进行无线定位方法的步骤330之后还具体实现过程包含有如下内容：

步骤340：若接收到所述测距节点发送的针对所述目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求，则基于该获取请求将自身预存储的该目标节点在前一测距周期的位置信息发送至所述测距节点。

可以理解的是，虽然图36中的步骤340执行在步骤330之后，但在实际应用中，步骤340可以在步骤310之前、步骤310至330之间的任意位置执行，也就是说，只要所述基于测距结果的解算节点在任何实际接收到测距节点发送的针对所述目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求，就在本地查找到预存储的该目标节点在前一测距周期的位置信息，而后将该位置信息发送至所述测距节点。

实施例3-3：基于测距结果进行无线定位的电子设备

从硬件层面来说，实施例3-1中的基于测距结果的解算节点的硬件实现具体可以为一种基于测距结果进行无线定位的电子设备，能够有效减少应用测距结果进行定位的过程中的无线信号的冲突域范围，并提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，所述基于测距结果进行无线定位的电子设备具体包含有如下内容：

处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现基于测距结果的解算节点分别与测距节点以及用户终端等相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例3-2中的应用测距结果进行无线定位方法的实施例，以及，实施例3-1中的基于测距结果的解算节点进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

该实施例中，应用测距结果进行无线定位的功能可以被集成到如图18所示的中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：

实施例3-4：基于测距结果进行无线定位的计算机可读存储介质

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例3-2中的应用测距结果进行无线定位方法中全部或部分步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例3-2中的应用测距结果进行无线定位方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

从上述描述可知，本申请实施例提供的基于测距结果进行无线定位的计算机可读存储介质，通过动态切换定向天线调整无线信号的冲突域范围，能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，避免不必要的碰撞，并能够提高针对目标节点的无线测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测距结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测距，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

(四)基于测向结果的无线定位

实施例4-1：基于测向结果的解算节点

为了能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，并有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种基于测向结果的解算节点，该基于测向结果的解算节点能够实现本申请后述的一个或多个实施例中的基于测向结果的无线定位方法中的全部或部分内容，该基于测向结果的解算节点的功能可以直接对所述无线定位系统中的原有主机的内部执行逻辑进行改进来实现，以在提高针对目标节点的无线定位的准确性和可靠性的同时，进一步减少应用测向结果进行无线定位的实现成本。

从软件实现的层面来说，参见图37，本实施例中基于测向结果的解算节点具体可以包含有多个功能性模型，具体包含有如下内容：

角度信息接收模块41，用于接收至少一个测向节点应用所述无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息；

方向定位模块42，用于应用所述测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

在一种具体实施例中，为了在减少测向过程中的无线信号的冲突域范围的基础上，进一步提高无线测向过程的适用性，以应用接收自解算节点发送的位置信息在非初始测量情形下实现天线阵列的切换，参见图38，在本申请实施例中的基于测向结果的解算节点中还具体包含有如下内容：

第二定位数据发送模块43，用于将所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息分别发送至对应的至少两个测向节点，和/或，将包含有所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息的测向控制指令发送至对应的至少两个测向节点以使该至少两个测向节点基于该测向控制指令再次获取所述目标节点的角度信息。

可以理解的是，若所述测向节点对目标节点进行测向的过程是实时性的或者周期性的，则可以定时获取自身与目标节点之间的角度信息，并将该角度信息发送至所述基于测向结果的解算节点，若所述测向节点对目标节点进行测向的过程是根据测向控制指令执行的，则所述测向节点可以根据包含有所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息的测向控制指令再次获取所述目标节点的角度信息。

本申请实施例提供的基于测向结果的解算节点的实施例具体可以用于执行本申请后述的一个或多个实施例中的应用测向结果进行无线定位方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照下述应用测向结果进行无线定位方法实施例的详细描述。

实施例4-2：应用测向结果进行无线定位方法

为了能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，并提高针对目标节点的无线定位的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种应用测向结果进行无线定位方法，该应用测向结果进行无线定位方法应用实施例4-1中的基于测向结果的解算节点与前述的测向节点或者无线测向控制器之间的交互过程实现，参见图39，所述应用测向结果进行无线定位方法具体包含有如下内容：

步骤410：接收至少一个测向节点应用所述无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息。

步骤420：应用所述测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

在一种具体实施例中，为了在减少定位过程中的无线信号的冲突域范围的基础上，进一步提高无线测向过程的适用性，以应用接收自解算节点发送的位置信息在非初始测量情形下实现天线阵列的切换，参见图40，在本申请实施例中的基于测向结果进行无线定位方法中还具体包含有如下内容：

步骤430：将包含有所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息的测向控制指令发送至对应的至少一个测向节点以使该至少一个测向节点基于该测向控制指令再次获取所述目标节点的角度信息。

其中，为了在减少定位过程中的无线信号的冲突域范围的基础上，进一步提高无线定位过程的适用性，以在测向节点进行初始测量或者测向节点本地未存有前一测距周期的位置信息或者角度信息的情形下依然能够实现可靠的天线阵列的切换，以进一步提高无线定位过程的可靠性，在本申请的应用测向结果进行无线定位方法的一个实施例中，参见图41，所述应用测向结果进行无线定位方法的步骤430之后还具体实现过程包含有如下内容：

步骤440：若接收到所述测向节点发送的针对所述目标节点在前一测向周期的角度信息的获取请求，则基于该获取请求将自身预存储的该目标节点在前一测向周期的角度信息发送至所述测向节点。

可以理解的是，虽然图41中的步骤440执行在步骤430之后，但在实际应用中，步骤440可以在步骤410之前、步骤410至430之间的任意位置执行，也就是说，只要所述基于测向结果的解算节点在任何实际接收到测向节点发送的针对所述目标节点在前一测向周期的位置信息的获取请求，就在本地查找到预存储的该目标节点在前一测向周期的位置信息，而后将该位置信息发送至所述测向节点。

实施例4-3：基于测向结果进行无线定位的电子设备

从硬件层面来说，实施例4-1中的基于测向结果的解算节点的硬件实现具体可以为一种基于测向结果进行无线定位的电子设备，能够有效减少应用测向结果进行定位的过程中的无线信号的冲突域范围，并提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，所述基于测向结果进行无线定位的电子设备具体包含有如下内容：

处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现基于测向结果的解算节点分别与测向节点以及用户终端等相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例4-2中的应用测向结果进行无线定位方法的实施例，以及，实施例4-1中的基于测向结果的解算节点进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

该实施例中，应用测向结果进行无线定位的功能可以被集成到如图18所示的中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：

实施例4-4：基于测向结果进行无线定位的计算机可读存储介质

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例4-2中的应用测向结果进行无线定位方法中全部或部分步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例4-2中的应用测向结果进行无线定位方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

从上述描述可知，本申请实施例提供的基于测向结果进行无线定位的计算机可读存储介质，通过动态切换定向天线阵列调整无线信号的冲突域范围，能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，避免不必要的碰撞，并能够提高针对目标节点的无线测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测向结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信和测向，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

(五)基于测向和测距结果的无线定位

实施例5-1：基于测距结果和测向结果的解算节点

为了能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，并有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种基于测距结果和测向结果的解算节点，该基于测距结果和测向结果的解算节点能够实现本申请后述的一个或多个实施例中的基于测距结果和测向结果的无线定位方法中的全部或部分内容，该基于测距结果和测向结果的解算节点的功能可以直接对所述无线定位系统中的原有主机的内部执行逻辑进行改进来实现，以在提高针对目标节点的无线定位的准确性和可靠性的同时，进一步减少应用测距结果和测向结果进行无线定位的实现成本。

从软件实现的层面来说，参见图42，本实施例中基于测距结果和测向结果的解算节点具体可以包含有多个功能性模型，具体包含有如下内容：

综合数据接收模块51，用于接收至少一个测距节点分别应用所述无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息，以及，至少一个其他测向节点应用所述无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息。

综合定位模块52，用于应用至少一个所述测距节点相对于所述目标节点的距离信息和至少一个其他测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

位置信息发送模块53，用于将所述目标节点当前的位置信息发送至对应的至少一个所述测距节点中。

在一种具体实施例中，为了在减少测向和测距过程中的无线信号的冲突域范围的基础上，进一步提高无线测向和测距过程的适用性，以应用接收自解算节点发送的位置信息在非初始测量情形下实现天线或天线阵列的切换，参见图43，在本申请实施例中的基于测距结果和测向结果的解算节点中还具体包含有如下内容：

测距控制指令发送模块54，用于将包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的测距控制指令发送至对应的至少一个测距节点以使该至少一个测距节点基于该测距控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。

测向控制指令发送模块55，用于将包含有所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息的测向控制指令发送至对应的至少一个测向节点以使该至少一个测向节点基于该测向控制指令再次获取所述目标节点的角度信息。

相对应的，为了进一步应用接收自解算节点发送的位置信息在非初始测量情形下实现天线或天线阵列的切换，参见图44，在本申请实施例中的基于测距结果和测向结果的解算节点中还具体包含有如下内容：

第一获取请求接收模块56，用于若接收到所述测距节点发送的针对所述目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求，则基于该获取请求将自身预存储的该目标节点在前一测距周期的位置信息发送至所述测距节点。

第二获取请求接收模块57，用于若接收到所述测向节点发送的针对所述目标节点在前一测向周期的位置信息的获取请求，则基于该获取请求将自身预存储的该目标节点在前一测向周期的位置信息发送至所述测向节点。

本申请实施例提供的基于测距结果和测向结果的解算节点的实施例具体可以用于执行本申请后述的一个或多个实施例中的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照下述应用测距结果和测向结果进行无线定位方法实施例的详细描述。

实施例5-2：应用测距结果和测向结果进行无线定位方法

为了能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，并提高针对目标节点的无线定位的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种应用测距结果和测向结果进行无线定位方法，该应用测距结果和测向结果进行无线定位方法应用实施例5-1中的基于测距结果和测向结果的解算节点与前述的测距节点、无线测距控制器、测向节点和无线测向控制器之间的交互过程实现，参见图45，所述应用测距结果和测向结果进行无线定位方法具体包含有如下内容：

步骤510：接收至少一个测距节点分别应用所述无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息，以及，至少一个其他测向节点应用所述无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息，其中，所述测向周期与所述测距周期相同。

步骤520：应用至少一个所述测距节点相对于所述目标节点的距离信息和至少一个其他测向节点相对于所述目标节点的角度信息，确定所述目标节点当前的位置信息。

步骤530：将所述目标节点当前的位置信息发送至对应的至少一个所述测距节点中。

具体来说，目标方据可以根据上一时刻的位置/方向信息确定，也可以是当前时刻在至少三个基站中随机选择定向天线进行TOF或TDOA得到相对粗糙的位置数据，在2-3秒内进行迭代收敛；或者在至少1个基站中随机切换天线阵列找到夹角小的。之后，整个定位系统(TOF或TDOA方式里至少三个)测距/距离差，计算位置，位置输出—判断是否切换方向。

其中，整个定位系统(PDOA方式里至少一个基站)，测向/测距离，计算位置(距离+方向)或者计算方向，位置/方向输出——判断是否切换方向。以及，在测量——位置/方向数据输出之间，有一些滤波和算法处理，使得数据更准。

可以理解的是，TDOA定位是一种利用时间差进行定位的方法。通过测量信号到达监测站的时间，可以确定信号源的距离。利用信号源到各个监测站的距离(以监测站为中心，距离为半径作圆)，就能确定信号的位置。利用PDOA估计方法来计算两条信号的传播距离。

在一种具体实施例中，为了在减少测向和测距过程中的无线信号的冲突域范围的基础上，进一步提高无线测向和测距过程的适用性，以应用接收自解算节点发送的位置信息在非初始测量情形下实现天线或天线阵列的切换，参见图46，在本申请实施例中的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法中还具体包含有如下内容：

步骤540：将包含有所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息的测距控制指令发送至对应的至少一个测距节点以使该至少一个测距节点基于该测距控制指令再次获取所述目标节点的距离信息。

步骤550：将包含有所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息的测向控制指令发送至对应的至少一个测向节点以使该至少一个测向节点基于该测向控制指令再次获取所述目标节点的角度信息。

可以理解的是，虽然图46中的步骤540执行在步骤550之后，但在实际应用中，步骤550可以在步骤510之前、步骤510至540之间的任意位置执行，也就是说，只要所述基于测距结果和测向结果的解算节点在任何实际接收到测向节点或测距节点发送的针对所述目标节点在前一测向或测距周期的位置信息的获取请求，就在本地查找到预存储的该目标节点在前一测向或测距周期的位置信息，而后将该位置信息发送至所述测向节点或测距节点。

相对应的，为了进一步应用接收自解算节点发送的位置信息在非初始测量情形下实现天线或天线阵列的切换，参见图47，在本申请实施例中的基于测距结果和测向结果进行无线定位方法中还具体包含有如下内容：

步骤560：若接收到所述测距节点发送的针对所述目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求，则基于该获取请求将自身预存储的该目标节点在前一测距周期的位置信息发送至所述测距节点。

步骤570：若接收到所述测向节点发送的针对所述目标节点在前一测向周期的位置信息的获取请求，则基于该获取请求将自身预存储的该目标节点在前一测向周期的位置信息发送至所述测向节点。

可以理解的是，虽然图47中的步骤560执行在步骤570之后，但在实际应用中，步骤570可以在步骤510之前、步骤510至560之间的任意位置执行，也就是说，只要所述基于测距结果和测向结果的解算节点在任何实际接收到测向节点或测距节点发送的针对所述目标节点在前一测向或测距周期的位置信息的获取请求，就在本地查找到预存储的该目标节点在前一测向或测距周期的位置信息，而后将该位置信息发送至所述测向节点或测距节点。

实施例5-3：基于测距结果和测向结果进行无线定位的电子设备

从硬件层面来说，实施例5-1中的基于测距结果和测向结果的解算节点的硬件实现具体可以为一种基于测距结果和测向结果进行无线定位的电子设备，能够有效减少应用测距结果和测向结果进行定位的过程中的无线信号的冲突域范围，并提高针对目标节点的无线测向和测距的准确性和可靠性，进而能够有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，所述基于测距结果和测向结果进行无线定位的电子设备具体包含有如下内容：

处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现基于测距结果和测向结果的解算节点分别与测距节点、测向节点以及用户终端等相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例5-2中的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法的实施例，以及，实施例5-1中的基于测距结果和测向结果的解算节点进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

该实施例中，应用测距结果和测向结果进行无线定位的功能可以被集成到如图18所示的中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：

实施例5-4：基于测距结果和测向结果进行无线定位的计算机可读存储介质

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例5-2中的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法中全部或部分步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例5-2中的应用测距结果和测向结果进行无线定位方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

从上述描述可知，本申请实施例提供的基于测距结果和测向结果进行无线定位的计算机可读存储介质，通过动态切换定向天线或天线阵列调整无线信号的冲突域范围，能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，避免不必要的碰撞，并能够提高针对目标节点的无线测距和测向的准确性和可靠性，进而能够有效提高提升定位容量，以及应用无线测距结果和测向结果对目标节点进行定位的准确性和可靠性；节点之间使用定向天线相互通信，在特定的方向会有比较高的增益，即能够应用较小的发送功率实现通信、测向和测距，且较小的发送功率会进一步减小无线信号的冲突域范围。

实施例5-5：无线定位系统

为了能够有效减少定位过程中的无线信号的冲突域范围，并有效提高对目标节点进行定位的准确性和可靠性，本申请实施例提供一种基无线定位系统，该无线定位系统能够实现本申请前述的一个或多个实施例中的基于测距结果的无线定位方法、基于测向结果的无线定位方法、基于测距结果和测向结果的无线定位方法中的全部或部分内容，参见图48，该无线定位系统具体可以包含有如下内容：

多个用于无线测距的基站01，和/或，多个用于无线测向的基站02；

所述无线定位系统还包括多个目标节点，以及，与各个所述基站分别通信连接的服务器，其中，所述目标节点为标签03；

所述服务器04用于实现基于测距结果的无线定位方法、基于测向结果的无线定位方法、基于测距结果和测向结果的无线定位方法中的全部或部分内容，其中，各个所述基站和各个所述标签均位于同一定位区域05内。

从上述描述可知，本申请实施例提供的无线定位方法，节点使用多个可切换的定向天线或天线阵列；每一次定位通信中实时切换定向天线；使用与通信对象角度最靠近的天线；在UWB等高精度定位系统中，效果更优；容量更高，功耗更低；可以使用天线阵列代替用于无线测距的基站中的多个可切换的定向天线，通过控制天线阵列各个单元的相位关系，可以达到定向发送和定向接收的功能。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。

Claims

1.一种无线测距方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：

3.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：

4.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：

5.根据权利要求2或4所述的无线测距方法，其特征在于，所述根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线，包括：

6.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的无线测距方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，在所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线之前，还包括：

预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角。

9.根据权利要求8所述的无线测距方法，其特征在于，所述方向裕量角基于预先获取的节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测距节点自身的最大定位距离确定而得。

10.根据权利要求8所述的无线测距方法，其特征在于，在所述预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角之前，还包括：

在测距节点自身设置符合所述目标数量的定向天线。

11.一种无线测向方法，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：

13.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：

14.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：

15.根据权利要求12或14所述的无线测向方法，其特征在于，所述根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列，包括：

16.根据权利要求15所述的无线测向方法，其特征在于，还包括：

17.根据权利要求15所述的无线测向方法，其特征在于，还包括：

18.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，还包括：

19.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，在所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列之前，还包括：

预先设置相邻的各个所述定向天线阵列之间的方向裕量角。

20.根据权利要求19所述的无线测向方法，其特征在于，所述方向裕量角基于预先获取的目标节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测向节点自身的最大定位距离确定而得。

21.根据权利要求19所述的无线测向方法，其特征在于，在所述预先设置相邻的各个所述定向天线阵列之间的方向裕量角之前，还包括：

在测向节点自身设置符合所述目标数量的定向天线阵列。

22.一种无线定位方法，其特征在于，包括：

接收至少三个测距节点分别应用如权利要求1至10任一项所述的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息；

23.一种无线定位方法，其特征在于，包括：

接收至少一个测向节点应用如权利要求11至21任一项所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息；

24.一种无线定位方法，其特征在于，包括：

接收至少一个测距节点分别应用如权利要求1至10任一项所述的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息，以及，至少一个其他测向节点应用如权利要求11至21任一项所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息，其中，所述测向周期与所述测距周期相同；

25.一种测距节点，其特征在于，包括：

26.一种测向节点，其特征在于，包括：

27.一种解算节点，其特征在于，包括：

距离信息接收模块，用于接收至少三个测距节点分别应用如权利要求1至10任一项所述的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息；

28.一种解算节点，其特征在于，包括：

角度信息接收模块，用于接收至少一个测向节点应用如权利要求11至21任一项所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息；

29.一种解算节点，其特征在于，包括：

综合数据接收模块，用于接收至少一个测距节点分别应用如权利要求1至10任一项所述的无线测距方法获取的各自相对于所述目标节点的距离信息，以及，至少一个其他测向节点应用如权利要求11至21任一项所述的无线测向方法获取的自身相对于所述目标节点的角度信息；

30.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至10任一项所述的无线测距方法的步骤。

31.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求11至21任一项所述的无线测向方法的步骤。

32.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求22所述的无线定位方法的步骤。

33.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求23所述的无线定位方法的步骤。

34.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求24所述的无线定位方法的步骤。

35.一种用于无线测距的基站，其特征在于，该基站上设有无线测距控制器、射频切换模块以及多个定向天线；

所述基站与权利要求27所述的解算节点和/或权利要求29所述的解算节点之间通信连接；

所述无线测距控制器与所述射频切换模块连接，且该无线测距控制器用于实现如权利要求1至10任一项所述的无线测距方法；

36.一种用于无线测向的基站，其特征在于，该基站上设有无线测向控制器、射频切换模块以及多个定向天线；

所述基站与权利要求28所述的解算节点和/或权利要求29所述的解算节点之间通信连接；

所述无线测向控制器与所述射频切换模块连接，且该无线测向控制器用于实现如权利要求11至21任一项所述的无线测向方法；

37.一种无线定位系统，其特征在于，包括：多个如权利要求35所述的用于无线测距的基站，和/或，多个如权利要求36所述的用于无线测向的基站；

所述服务器用于实现权利要求22至24任一项所述的无线定位方法，其中，

各个所述基站和各个所述标签均位于同一定位区域内。